基于盲源分离的语音信号增强研究

发布时间：2017-08-29 00:28

  本文关键词：基于盲源分离的语音信号增强研究

  更多相关文章： 盲源分离 语音信号增强 果蝇优化算法 目标函数

【摘要】：在实际的语音信号传输过程中,源信号经常会受到周围环境噪声信号的干扰,以至于影响源信号的质量,从而影响通信效果。因此,需要对包含噪声的语音信号进行增强,使环境噪声的干扰能够得到有效地抑制,从而提高语音信号的通信质量。本文以语音信号作为研究对象,基于盲源分离算法,讨论算法中对目标函数和优化算法的选取,在大量阅读了国内外相关文献后,采用果蝇优化算法对源信号进行增强,以计算机仿真技术为手段,对语音信号增强的优化仿真算法及结果进行研究和探讨。采用了盲源信号分离处理方法,优化算法的选取是其核心内容之一,经过对各种优化算法进行学习研究,考虑到果蝇优化算法具有参数简单,容易实现,精度高的优点,决定采用果蝇优化算法。由于果蝇算法稳定性较差,易陷入局部最优,于是通过改变该自身参数来对传统算法进行改进,本文通过把果蝇寻优过程分为两个阶段,搜索步进值在第一个阶段逐渐增大,第二个阶段逐渐减小,改变原始果蝇算法中浓度判定值的定义式等,因此可以增加群体的多样性,同时减少陷入局部最优的可能,提高收敛精度和收敛速度。另外,还在得到最优解之后,对其进行复制,接着对其进行扰动,根据一定的概率进行高斯变异处理,对变异后的果蝇个体进行第2次寻优,从而避免陷入局部最优的可能。对传统算法采取多种改进方法的结合来优化算法。最后采用改进后果蝇优化算法对语音信号增强进行了仿真实验,逐次提取最优解,然后利用语音信号质量评价指标对其结果进行分析对比,从而得到该算法可以较为理想地从混合信号中分离出源信号的实验结论。
【关键词】：盲源分离 语音信号增强 果蝇优化算法 目标函数
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN912.3
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 课题研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 本文的主要工作和内容安排15-16
• 第2章 语音信号增强的基本理论16-25
• 2.1 语音信号增强概述16-18
• 2.1.1 语音增强系统16
• 2.1.2 语音信号数学模型16-18
• 2.2 噪声18-20
• 2.2.1 噪声基本类型18-19
• 2.2.2 噪声场特性19-20
• 2.3 语音增强质量的评价20-23
• 2.3.1 主观评价方法20-21
• 2.3.2 客观评价方法21-23
• 2.4 语音信号增强基本工具23-24
• 2.4.1 短时傅立叶及其反变换23
• 2.4.2 小波变换23-24
• 2.4.3 盲源分离24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 盲源分离的基本理论25-35
• 3.1 盲源分离的基础25-30
• 3.1.1 概率论基础25-27
• 3.1.2 信息论基础27-30
• 3.2 盲源分离的ICA算法30-33
• 3.2.1 ICA算法的预处理30-31
• 3.2.2 ICA的目标函数31-32
• 3.2.3 ICA的评价指标32-33
• 3.3 常用的ICA算法33-34
• 3.3.1 自然梯度算法33
• 3.3.2 JADE算法33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 改进果蝇优化算法在语音信号增强中的研究35-51
• 4.1 引言35-36
• 4.2 果蝇优化算法原理36-37
• 4.3 果蝇算法的实现及应用37-40
• 4.3.1 果蝇算法的实现37-38
• 4.3.2 果蝇算法的应用38-40
• 4.4 果蝇算法的参数分析40-43
• 4.5 改进的果蝇算法43-45
• 4.5.1 自身参数的改进43-44
• 4.5.2 与混沌扰动的融合44-45
• 4.6 仿真实验与结果分析45-50
• 4.7 本章小结50-51
• 第5章 总结与展望51-53
• 5.1 总结51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-57
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文和获奖情况57

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张桂香;高爱国;;语音信号采集和处理方法的研究[J];高师理科学刊;2007年02期

2 季云云;杨震;;基于主分量分析的语音信号压缩感知[J];信号处理;2011年07期

3 韩大伟;熊欣;;语音信号采集和处理方法的分析[J];无线互联科技;2013年05期

4 张梅横,孙伟,刘雅君;交通指挥网络与语音信号系统的实现[J];信息技术;2000年08期

5 赵力,钱向民,邹采荣,吴镇扬;从语音信号中提取情感特征的研究[J];数据采集与处理;2000年01期

6 戴启军,卞正中,陈砚圃,张介秋;基于统计模型实现语音信号有声/无声检测的研究[J];西安交通大学学报;2002年08期

7 周开利;基于子波变换的语音信号压缩[J];海南大学学报(自然科学版);2002年02期

8 蔡建,方勇,音春,徐洪伟;一种基于频谱特征的语音信号识别方法及硬件实现[J];电声技术;2003年07期

9 屈丹,王炳锡;语音信号元音检测的新方法[J];声学学报;2003年01期

10 胡峻辉,王蓓蕾,李晶皎;基于凌阳单片机的语音信号实时采集[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 赵力;曾毓敏;邹采荣;吴镇扬;;基于子空间分析的语音信号寂声语声段识别方法[A];第十届全国信号处理学术年会（CCSP-2001）论文集[C];2001年

2 杜安丽;王茜;余磊;孙洪;;基于小波树结构的语音信号压缩感知恢复算法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年

3 张云翼;崔杰;肖灵;;一种改进的语音信号去混响算法[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年

4 陈韬;莫福源;李昌立;;语音信号的自动分段方法研究[A];第三届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1994年

5 沙宗先;卢绪刚;秦兵;李吉民;;语音信号的混沌现象研究[A];第四届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1996年

6 沙宗先;韩俊涛;陈惠鹏;秦兵;;语音信号的混沌现象研究[A];第五届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1998年

7 刘佳;师硕;李锡杰;王旭;;语音信号的分析方法和应用[A];第八届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2005年

8 于水源;陈玉东;;语音信号非线性动力学特性与语音学特性之间的关系[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年

9 吕苗荣;古德生;彭振斌;;语音信号基本处理单元的选择与应用[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集（上册）[C];2007年

10 高畅;李海峰;马琳;;基于压缩感知理论的语音信号压缩与重构方法[A];第十一届全国人机语音通讯学术会议论文集（一）[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 西安邮电学院 王娜;企业IP电话解决方案探讨[N];通信信息报;2005年

2 成都 史为;红外光语音通信实验[N];电子报;2005年

3 记者 杨柳纯;HYT携手清华大学研发语音信号技术[N];深圳特区报;2009年

4 ;什么是信号分离器？[N];中国电脑教育报;2003年

5 NMS国际公司供稿;StudioSound：高性能的语音质量[N];通信产业报;2003年

6 陕西 朱亚伟 编译;一款半双工对讲机电路[N];电子报;2012年

7 湖海;美推出一次性手机[N];中国电子报;2002年

8 ;YS-608型学习耳机原理与维修[N];电子报;2002年

9 山东 吕建国;鹦鹉学话、复读两用电路[N];电子报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 薛丽芳;语音信号动态特征分析及其可视化的关键技术研究[D];东北大学　;2010年

2 韩志艳;语音信号鲁棒特征提取及可视化技术研究[D];东北大学;2009年

3 刘柏森;基于HHT复杂环境下低信噪比语音检测及增强方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

4 叶蕾;语音信号压缩感知关键技术研究[D];南京邮电大学;2014年

5 金学成;基于语音信号的情感识别研究[D];中国科学技术大学;2007年

6 陈为国;实时语音信号处理系统理论和应用[D];浙江大学;2004年

7 谭丽丽;语音信号盲分离算法的研究[D];华南理工大学;2001年

8 闫润强;语音信号动力学特性递归分析[D];上海交通大学;2006年

9 覃爱娜;基于非线性理论的汉语语音编码技术研究[D];中南大学;2012年

10 郭海燕;基于稀疏分解的单通道混合语音分离算法研究[D];南京邮电大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 朱健晨;基于语音信号特征参数提取的同模板匹配算法的综合分析及应用[D];昆明理工大学;2015年

2 许佳佳;基于压缩感知的语音信号处理与应用[D];陕西师范大学;2015年

3 荣鹤;基于学习字典的单声道混合语音信号提取[D];南昌大学;2015年

4 赵梦逸;语音信号的盲分离技术研究及应用[D];电子科技大学;2014年

5 蔡鹏;语音的发声动力学研究[D];南京大学;2015年

6 米川;语音信号的预测研究[D];河北科技大学;2015年

7 黄冬梅;基于ARM的侦听系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

8 周伟;基于结构相似性的语音信号增强[D];西安电子科技大学;2014年

9 曾仕军;基于ARM的实时语音编码系统的设计与实现[D];杭州电子科技大学;2015年

10 张艾萍;小学英语口语自主学习系统的研究与设计[D];云南师范大学;2015年

，

本文编号：750362