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麦克风阵列语音增强技术的研究与实现

刘鹍鹏  
【摘要】: 语音增强技术就是抑制带噪语音信号中的噪声信号,以达到突出语音信号,使之变得更加清晰易懂。在车载电话、视频会议系统等应用场合中,不仅存在环境噪声,而且还有回声和混响问题,这时使用单通道语音增强方法就显得无能为力。为了解决上述场合下的语音增强问题,人们提出了多通道语音增强方法,即使用麦克风阵列进行语音增强。麦克风阵列是由天线阵列发展、衍变而来。由于麦克风阵列具有空间选择性,因此它能有效抑制除所需语音信号方向外的干扰噪声,进而可以取得明显的消噪效果。语音激活检测是麦克风阵列语音增强系统的一个重要组成部分,其准确性直接影响了语音增强的效果。 本文研究了两种语音激活检测算法,基于Mel刻度短时能量差的语音激活检测和基于子带短时能量和过零率的语音激活检测。在Matlab上对两种算法进行仿真,并对其性能进行深入分析。另外,结合语音增强的基础知识,包括房间混响,声场模型,时延估计,本文还研究了固定波束形成,广义旁瓣消除器,自适应后置滤波波束形成算法。对不同算法消噪性能从不同角度进行详细分析,同时给出实验仿真结果。 本文在ADSP-BF533平台上实现了使用上述算法的麦克风阵列语音增强系统,并取得了较为理想的语音增强效果。


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