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军用通信电台前置语音增强系统的研究与实现

作　者: 郭宝强
导　师: 殷福亮
学　校: 大连理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 语音增强 噪声抑制 噪声对消 谱相减 TMS320VC5509
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 281次
引　用: 4次
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内容摘要


目前,我军各军兵种装备的部分语音通信电台受环境噪声影响较大。特别在强背景噪声情况下,系统的语音通信质量急剧退化。因此,如何在强噪声环境中提取原始语音信号,改善军用通信电台的语音通信质量,进而提高战时语音通信效率,是军事通信研究中一个急待解决的问题。 语音增强技术是当前语音信号处理中的一个重要研究方向,其主要目的是从带噪语音信号中提取出尽可能纯净的语音信号,以改善语音听觉质量,提高语音可懂度。按照处理方法的不同,语音增强算法大致分为四类:参数方法、非参数方法、统计方法和其它方法。 本文在噪声对消和谱相减非参数方法的基础上,提出了一种用于军用通信电台的语音增强方法。设计了该军用通信电台前置语音增强处理的硬件系统并调试通过。 本文主要工作包括以下几个方面: (1)对语音增强的研究意义、应用背景和国内外研究发展现状进行了简要的总结,阐述了目前常用的一些语音增强算法,并对各种算法陛能进行分析与比较。 (2)结合实际应用,将改进的噪声对消算法和谱相减语音增强算法结合起来,提出一种基于双麦克风的联合语音增强算法,通过大量的仿真实验与实际测试,验证了该算法的可行性和有效性。 (3)在TMS320C55xDSP上实现了改进算法功能,并以TI公司的TMS320VC5509DSK开发平台为基础,自行设计了双麦克风的语音采集通道以及A/D和D/A转换通道。设计并实现一个军用通信电台的前置语音增强处理系统,并完成了该系统与部分军用战术通信电台的接口测试。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 语音增强的目的及应用背景  9-10
  1.2 语音增强发展概况及其方法简述  10-11
  1.3 语音和噪声的主要特性  11-12
    1.3.1 语音信号的主要特性  11-12
    1.3.2 噪声的分类及主要特性  12
  1.4 本文的主要研究内容  12-14
第二章 语音增强方法综述  14-23
  2.1 参数方法  14-17
    2.1.1 梳状滤波器法  14
    2.1.2 维纳滤波器法  14-16
    2.1.3 卡尔曼滤波器法  16-17
  2.2 非参数方法  17-21
    2.2.1 自适应噪声对消算法  17-19
    2.2.2 谱相减算法  19-21
  2.3 统计方法  21-22
  2.4 其它方法  22
  2.5 小结  22-23
第三章 基于双麦克风的联合语音增强算法  23-38
  3.1 联合语音增强算法概述  23-24
  3.2 麦克风的方向性和背景噪声特性的假设分析  24-25
  3.3 预处理  25-29
    3.3.1 差分滤波与信号重建  25-26
    3.3.2 语音重建系统的改进  26-28
    3.3.3 信号抽取  28-29
  3.4 噪声抑制  29-34
    3.4.1 静音增强  29-30
    3.4.2 VAD判决  30-32
    3.4.3 噪声抑制  32-34
  3.5 算法的性能分析与比较  34-37
  3.6 小结  37-38
第四章 语音增强改进算法的DSP实现  38-48
  4.1 DSP概述  38-39
  4.2 DSP系统开发流程  39-40
  4.3 DSP的选择及集成开发环境CCS  40-41
    4.3.1 TMS320VC5509DSK开发平台的选择  40-41
    4.3.2 DSP集成开发环境CCS概述  41
  4.4 DSP算法的实现  41-45
    4.4.1 程序代码的定点化处理  42-43
    4.4.2 程序代码的优化  43-44
    4.4.3 C语言和汇编语言混合编程  44-45
  4.5 DSP算法的软件仿真与硬件仿真测试  45-47
    4.5.1 软件模拟仿真测试  45-46
    4.5.2 硬件模拟仿真测试  46-47
    4.5.3 硬件实时仿真测试  47
  4.6 小结  47-48
第五章 硬件系统的设计与实现  48-65
  5.1 外围电路的设计与实现  48-52
    5.1.1 语音采集通道设计  48-50
    5.1.2 数据的A/D与D/A转换通道设计  50-51
    5.1.3 系统输出接口设计  51-52
  5.2 TLV320AIC23B与DSP的接口配置  52-56
    5.2.1 TLV320AIC23B与DSP的控制接口配置  52-54
    5.2.2 TLV320AIC23B与DSP的数据接口配置  54-55
    5.2.3 TLV320AIC23B与DSP接口配置的实现  55-56
  5.3 McBSP和DMA控制器的配置  56-61
    5.3.1 McBSP的配置与实现  56-58
    5.3.2 DMA控制器的配置与实现  58-61
  5.4 硬件系统的上电程序加载  61-62
  5.5 硬件系统的工作流程  62-63
  5.6 小结  63-65
总结与展望  65-67
参考文献  67-69
附录A TMS320VC5509DSP系统部分电路原理图  69-73
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  73-74
致谢  74-75
大连理工大学学位论文版权使用授权书  75-76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 电声技术和语音信号处理 > 语音信号处理
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