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二维麦克风阵列语音增强算法研究

作　者: 靳日飞
导　师: 阔永红
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 语音增强麦克风阵列波束形成 DOA估计频率聚焦
分类号: TN912.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 179次
引　用: 2次
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内容摘要

语音增强技术是语音信号处理的一个重要分支,在语音识别、语音合成、语音控制等语音处理技术中都要求纯净的语音信号,因此,如何从含有噪声的语音信号中得到尽可能纯净的语音信号是一个重要的课题。对接收到的语音信号进行语音增强,是解决这问题的一个有效手段,本文研究了二维麦克风圆形阵列的语音增强算法,达到了良好的语音增强效果。本文深入研究了二维麦克风圆形阵列的信号模型,分析了麦克风圆形阵列语音增强实现的可行性。本文首先使用加权的MUSIC(Multiple Signal Classification)算法对语音信号进行DOA(direction of arrival)估计,提高了算法的定位准确度;其次根据估计得到的DOA信息,使用改进的波束形成算法对各个麦克风阵元接收到的语音信号进行波束形成,得到了良好的语音增强效果。本文使用MATLAB仿真实现了本文的算法,仿真结果表明,在低信噪比情况下,语音信噪比可以提升10dB,达到了良好的增强效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 语音增强的目的及意义  7
  1.2 语音增强算法和研究现状  7-10
    1.2.1 语音信号的特性  8-9
    1.2.2 语音增强方法的研究现状  9-10
  1.3 本论文的主要内容与结构安排  10-11
第二章麦克风阵列语音增强算法研究  11-25
  2.1 语音信号的远场和近场  11-12
  2.2 传统阵列信号系统模型  12-14
  2.3 麦克风阵列的拓扑结构及语音处理模型  14-20
    2.3.1 麦克风均匀线阵模型  14-17
    2.3.2 麦克风均匀圆阵模型  17-19
    2.3.3 均匀球面阵列和三维均匀直线阵列模型  19
    2.3.4 各种麦克风阵列拓扑比较总结  19-20
  2.4 常用的阵列语音增强方法研究  20-23
    2.4.1 固定波束形成  20-21
    2.4.2 自适应波束形成方法  21-22
    2.4.3 后置自适应波束形成方法  22-23
    2.4.4 几种麦克风阵列语音增强的优缺点比较  23
  2.5 本章小结  23-25
第三章麦克风阵列的MUSIC算法声源定位  25-33
  3.1 传统MUSIC算法  26-28
  3.2 麦克风阵列的MUSIC算法  28-30
    3.2.1 麦克风阵列MUSIC算法的特点  28-29
    3.2.2 传统MUSIC算法到麦克风阵列MUSIC算法扩展  29-30
  3.3 改进的麦克风阵列的MUSIC算法  30-33
    3.3.1 噪声子空间加权  30-31
    3.3.2 对各个频点定位结果加权  31-33
第四章基于DOA估计波束形成语音增强  33-45
  4.1 波束形成算法  33-41
    4.1.1 波束形成算法模型的建立  34-36
    4.1.2 简单波束形成算法仿真讨论  36-37
    4.1.3 语音阵列信号处理中的健壮波束形成算法  37-41
  4.2 频率聚焦算法  41-44
    4.2.1 频率聚焦算法  42-43
    4.2.2 频率聚焦算法宽带波束形成器  43-44
  4.3 小结  44-45
第五章仿真结果与分析  45-53
第六章总结  53-55
致谢  55-57
参考文献  57-62

二维麦克风阵列语音增强算法研究

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