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基于声阵列的语音增强系统的理论研究

作　者: 李玲
导　师: 吴群力；赵德有
学　校: 大连理工大学
专　业: 水声工程
关键词: 声阵列语音增强波束形成技术
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 227次
引　用: 1次
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内容摘要

随着语音技术的迅猛发展及电讯技术的逐步成熟,人们对语音质量有着更高的要求。因此很有必要对如何提高语音质量作深入的探讨。提高语音质量也就是对语音信号进行增强处理。语音增强的方法很多,依据传声器的个数可以分为单传声器语音增强方法和多传声器(声阵列)语音增强方法。本文中主要讨论基于声阵列的语音增强方法。声阵列是指由若干个传声器或扬声器按照一定的几何结构排列而成的阵列系统,基于声阵列的语音增强方法主要是依赖于波束形成技术。波束形成器通常是与阵列相连,提供多种形式的空间滤波。本文主要详细讨论几种较为典型的算法:延迟求和波束形成技术,恒定指向性波束形成技术,自适应波束形成技术中的总旁瓣消除技术,以及后置滤波技术。并且对以上几种波束形成技术进行计算机模拟,对其在不同的噪声场中对信号的处理效果加以分析。得出以下结论: 延迟求和波束形成技术对于不相干的噪声具有较强的消噪能力,并且延迟求和波束形成技术能够提高语音信号的信噪比,通过理论计算,经过延迟求和波束形成技术处理后,得到的阵列信噪比为经过单个传声器处理后所得到的信号的信噪比的N倍,N为声阵列中元素的个数。在宽带信号环境下,恒定指向性波束形成是一种非常有用的技术。但是阵列的尺寸与最低的操作频率有关,因此,对于低频信号不适合用恒定指向性波束形成技术。总旁瓣消除波束形成技术不适用于消除不相干的噪声信号,对于相干噪声具有较强的消噪能力。相反,带有后置维纳滤波的波束形成技术能够完全消除不相干的噪声。在不相干噪声场中能够达到较好的语音增强效果。

全文目录

摘要  4-5
Abstmct  5-8
引言  8-12
1 阵列概述  12-21
  1．1 阵列的形式  12-19
    1．1．1 线性阵列  12-13
    1．1．2 面阵列  13-19
  1．2 阵列的优势  19-20
  1．3 小结  20-21
2 阵列处理基础  21-29
  2．1 阵列处理中的基本概念  21-28
    2．1．1 声波的传播  21-22
    2．1．2 连续窗  22-24
    2．1．3 离散传感器阵列指向性及其评价参数  24-28
  2．2 小结  28-29
3 波束形成技术概述  29-36
  3．1 噪声场  29-31
  3．2 波束形成技术概述  31-33
  3．3 波束形成技术的评价指标  33-35
  3．4 小结  35-36
4 延迟求和波束形成技术  36-51
  4．1 延迟求和波束形成技术  36-45
    4．1．1 延迟求和波束形成技术的基本理论  36-38
    4．1．2 延迟求和波束形成技术的模拟过程  38-39
    4．1．3 时间延迟估计方法  39-41
    4．1．4 延迟求和波束形成技术的性能分析  41-45
  4．2 基于延迟求和波束形成技术的改进算法  45-50
    4．2．1 零点形成波束形成技术  45-49
    4．2．2 子阵列波束形成技术  49-50
  4．3 小结  50-51
5 恒定指向性波束形成技术  51-58
  5．1 恒定指向性波束形成技术的基本原理  52-55
  5．2 传声器自身的特性对空间响应的影响  55-57
  5．3 小结  57-58
6 自适应波束形成技术  58-64
  6．1 线性约束最小方差波束形成技术  58-59
  6．2 总旁瓣消除技术  59-62
  6．3 总旁瓣消除技术的消噪性能分析程度  62-63
  6．4 小结  63-64
7 后置维纳滤波波束形成技术  64-70
  7．1 维纳滤波最优解的推导  64
  7．2 后置滤波波束形成技术  64-65
  7．3 后置滤波波束形成技术的消噪性能分析  65-67
  7．4 计算机模拟实验  67-69
  7．5 小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-74
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  74-75
致谢  75-76
大连理工大学学位论文版权使用授权书  76

基于声阵列的语音增强系统的理论研究

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