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《西南交通大学》 2011年
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基于空域滤波的语音分离研究

汪健  
【摘要】：现实生活中,人类能够在复杂的环境下将注意力集中于感兴趣目标的说话内容,语音分离的目的就是为了让计算机也具备这种能力,即在众多说话人背景下提取出感兴趣的一个或多个说话人的语音。麦克风阵列在时域和频域的基础上增加了空间域,为语音分离算法提供了一个新的思路,就是根据声源空间位置的不同对不同声源进行分离。本文就是按这个思路进行语音分离算法的研究,主要工作概括如下： 第一,分析了语音信号的特性和声波传播特性,在传统阵列信号处理的基础上,研究了麦克风均匀线性阵列的近场、远场信号模型。 第二,针对基于麦克风阵列的高分辨率参数估计(如MUSIC)和波束形成参数估计(如MVDR)方法在抗噪性方面的不足,利用阵列信号的稀疏性将信号稀疏分解算法应用于声源定位,通过实验仿真验证了该算法在低信噪比情况下有较好的鲁棒性,而且能够对相干信源进行定位估计；基于稀疏分解的声源定位算法是通过不同的方位参数建立原子库,并通过全局搜索寻找最佳原子,这样导致了该算法复杂度较高,计算量大,针对这一问题,使用基于近场扇区划分的匹配追踪算法,大大的减少了MP分解算法的计算量,为MP分解算法应用于实时系统提供了可能。 第三,研究了近场自适应波束形成算法,使用麦克风阵列近场模型将传统MVDR波束形成算法应用于近场环境,针对MVDR波束形成算法稳健性方面的不足,研究了近场稳健MVDR波束形成(RCB)算法,使得MVDR波束形成算法具有对导向矢量误差和有限样本效应的双重鲁棒性。 第四,结合声源定位算法和波束形成算法通过使用MATLAB仿真演示语音分离效果。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN912.3

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 关晓彬;基于空间域的麦克风阵列近场声源定位与增强研究[D];西南交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 居太亮;彭启琮;邵怀宗;林静然;;麦克风阵列二维方向估计聚焦算法研究[J];电子科技大学学报;2008年02期
2 张磊;刘继芳;项学智;;基于计算听觉场景分析的混合语音分离[J];计算机工程;2010年14期
3 彭耿;黄知涛;姜文利;周一宇;;单通道盲信号分离研究进展与展望[J];中国电子科学研究院学报;2009年03期
4 林静然;彭启琮;邵怀宗;居太亮;;基于麦克风阵列的宽带健壮自适应波束形成算法[J];通信学报;2006年12期
5 居太亮;邵怀宗;彭启琮;林静然;;基于任意麦克风阵列的近场声源三维定位算法研究[J];信号处理;2007年02期
6 时洁;杨德森;;基于矢量阵宽带MVDR聚焦波束形成的水下噪声源定位方法[J];信号处理;2010年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 居太亮;基于麦克风阵列的声源定位算法研究[D];电子科技大学;2006年
2 林静然;基于麦克风阵列的语音增强算法研究[D];电子科技大学;2007年
3 崔玮玮;基于麦克风阵列的声源定位与语音增强方法研究[D];清华大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 吕雪;基于MP分解的宽带LFM信号参数估计[D];西南交通大学;2006年
2 于洋;稀疏逼近方法在阵列信号测向中的应用研究[D];西南交通大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈蕴谷;;基于谱减法和经验模式分解的语音增强[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年01期
2 王登伟;吕英华;张博;刘兵;;基于光纤无线电的优化自适应波束形成算法[J];半导体光电;2007年05期
3 赵红;刘桥;;一种低旁瓣的子阵级数字波束形成方法[J];兵工自动化;2009年11期
4 杨小明;陶然;;基于分数阶Fourier变换和ESPRIT算法的LFM信号2D波达方向估计[J];兵工学报;2007年12期
5 姚直象;余贵水;贺富强;;矢量阵改进常规波束形成[J];兵工学报;2011年02期
6 梁国龙;张锴;付进;张瑶;李利;;单矢量水听器的高分辨方位估计应用研究[J];兵工学报;2011年08期
7 卢海杰;章新华;熊鑫;;流形分离在非均匀圆阵上的应用[J];兵工学报;2011年09期
8 谭渊;杨勇;袁乃昌;;超分辨谱估计法在测速雷达中的应用[J];兵工学报;2011年11期
9 卞红雨;王珺琳;;基于垂直矢量阵的相干信号方位估计算法[J];兵工学报;2012年05期
10 苏淑靖;颜景龙;马维贤;曹东杰;;基于传播算子的二维波达方向估计新算法[J];北京理工大学学报;2008年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董静;刘健刚;;英语寂语声信号检测[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
2 林亭;曾新吾;孙海洋;;欠空间采样率下相位在DOA估计中的应用[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
3 王向红;王海涛;;空间信号处理中的信息融合技术研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
4 李曼曼;杨鸿武;洪宁;杨硕;刘亚丽;;基于EMD的带噪语音端点检测[A];第十一届全国人机语音通讯学术会议论文集（一）[C];2011年
5 黄晓丹;洪青阳;李琳;李稀敏;梁大伟;陈万里;吕伟辰;丘敬云;王薇;;声纹识别语音数据库建设的探讨[A];第十一届全国人机语音通讯学术会议论文集（一）[C];2011年
6 苏保伟;王永良;周良柱;;辅助天线不同排列形式及位置变化对SLC影响[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年
7 方杰;李英;陶泯;;语音信号的一种加权的鲁棒特征参数W_RAS_MFCC[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年
8 杨玲君;孙洪;韩谷静;;基于实值系统的自适应波束形成[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年
9 姜一;杨华;邱天爽;;基于内插阵列变换的均匀圆阵DOA估计[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年
10 张莉;杨宾;吴瑛;;LTI系统的频率响应在阵列校正中的应用[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄湘松;基于混淆网络的汉语语音检索技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 么彬;多子阵波束域高分辨水声成像技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 张进;宽带阵列信号波达方向估计算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 尹伟;基于模型的语音增强方法及质量评估研究[D];武汉大学;2009年
10 王怀军;MIMO雷达成像算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
2 王萍;语音情感识别研究[D];山东科技大学;2010年
3 楼侃;基于DSP的语音信号环境噪声降噪处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
4 靳志强;报告厅环境下语音增强方法研究[D];郑州大学;2010年
5 李婧琳;基于探地雷达的刚性路面板下脱空系统识别方法[D];郑州大学;2010年
6 宋俊才;超分辨DOA估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 吕学龙;基于IR-UWB的室内无线通信定位技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王文姝;基于模糊理论的关键词识别算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 陈超;传播算子算法DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 魏挺;相干信号二维DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 居太亮;彭启琮;邵怀宗;林静然;;麦克风阵列二维方向估计聚焦算法研究[J];电子科技大学学报;2008年02期
2 王冬霞;殷福亮;;基于近场波束形成的麦克风阵列语音增强方法[J];电子与信息学报;2007年01期
3 居太亮,彭启琮,邵怀宗,林静然;基于任意麦克风阵列的声源二维DOA估计算法研究[J];通信学报;2005年08期
4 林静然;彭启琮;邵怀宗;居太亮;;基于麦克风阵列的宽带健壮自适应波束形成算法[J];通信学报;2006年12期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 居太亮;基于麦克风阵列的声源定位算法研究[D];电子科技大学;2006年
2 林静然;基于麦克风阵列的语音增强算法研究[D];电子科技大学;2007年
3 王冬霞;麦克风阵列语音增强的若干方法研究[D];大连理工大学;2007年
4 崔玮玮;基于麦克风阵列的声源定位与语音增强方法研究[D];清华大学;2009年
5 张丽艳;复杂环境下麦克风阵列语音增强方法研究[D];大连理工大学;2009年
6 张奕;复杂声学环境下的麦克风阵列语音定位研究[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐胜;基于智能麦克风阵列的说话人跟踪技术[D];电子科技大学;2004年
2 林静然;基于麦克风阵列的说话人跟踪及语音分离实现技术的研究[D];电子科技大学;2005年
3 薄保林;宽带阵列信号DOA估计算法研究[D];西安电子科技大学;2007年
4 栗晓丽;基于GSC结构的麦克风阵列语音增强算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
5 胡郢;麦克风阵列声源定位和语言增强技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
6 胡曙辉;麦克风阵列语音增强算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
7 靳日飞;二维麦克风阵列语音增强算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 王琪;阵列语音增强算法的研究及实现[D];复旦大学;2008年
9 殷作亮;基于麦克风阵列的MUSIC声源定位算法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 李金涛;麦克风阵列语音增强算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 雷中定,黄绣坤,张树京;一种基于神经网络的宽带相干信号波达方向估计方法[J];北方交通大学学报;1997年01期
2 刘东红,杨立明;对消除入射信号偏差的鲁棒性波束成形方法的改进[J];传感技术学报;2004年04期
3 汪晋宽,宋昕,王晗;鲁棒RLS波束形成算法[J];东北大学学报;2005年01期
4 时洁;杨德森;刘伯胜;宋海岩;;基于MVDR聚焦波束形成的辐射噪声源近场定位方法[J];大连海事大学学报;2008年03期
5 刘云,郭洁,叶芝慧,宋铁成,沈连丰;频谱重叠信号分离的循环平稳算法[J];东南大学学报(自然科学版);2005年03期
6 邓智恒;罗伟栋;;实际语音盲分离客观评价指标研究[J];电声技术;2007年09期
7 陈辉,王永良,万山虎;利用阵列几何设置改善方位估计[J];电子学报;1999年09期
8 邹红星,周小波,李衍达;时频分析:回溯与前瞻[J];电子学报;2000年09期
9 金梁,殷勤业,李盈;时频子空间拟合波达方向估计[J];电子学报;2001年01期
10 吴云韬,廖桂生,陈建峰;一种色噪声环境下的DOA估计新算法[J];电子学报;2001年12期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 居太亮;彭启琮;邵怀宗;林静然;;麦克风阵列的拓扑结构研究[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
2 林静然;彭启琮;邵怀宗;居太亮;;基于自适应对角加载的鲁棒波束形成算法[A];无线传感器网及网络信息处理技术——2006年通信理论与信号处理年会论文集[C];2006年
3 赵硕;曲天书;吴玺宏;迟惠生;;一种改进的基于双麦克风阵列的自适应零限波束形成语音增强方法[A];第八届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王建英;阵列信号多参量联合估计技术研究[D];电子科技大学;2000年
2 杨益新;声呐波束形成与波束域高分辨方位估计技术研究[D];西北工业大学;2002年
3 廖斌;基于匹配跟踪的低速率视频编码[D];中国科学院研究生院（软件研究所）;2003年
4 吕泽均;高分辨阵列测向技术研究[D];电子科技大学;2003年
5 吴云韬;非平稳、色噪声环境下的参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2003年
6 黄克骥;时频分析方法在阵列信号处理中的应用[D];电子科技大学;2004年
7 黄青华;基于源信号模型的盲分离技术研究及应用[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 周浩洋;基于麦克风阵列的声源定位方法研究[D];大连理工大学;2002年
2 陆晓燕;基于麦克风阵列实现声源定位[D];大连理工大学;2003年
3 陈昊;空间谱估计算法的高速实现[D];电子科技大学;2003年
4 徐胜;基于智能麦克风阵列的说话人跟踪技术[D];电子科技大学;2004年
5 王波;LFM信号检测与参数估计技术研究[D];电子科技大学;2004年
6 李洁群;超宽带LFM信号检测和参数估计方法研究[D];电子科技大学;2005年
7 林静然;基于麦克风阵列的说话人跟踪及语音分离实现技术的研究[D];电子科技大学;2005年
8 李从英;基于四阶累积量的时延估计研究[D];西南交通大学;2006年
9 吕雪;基于MP分解的宽带LFM信号参数估计[D];西南交通大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王锋,牛忠霞,王映民,饶育萍;阵列天线在超宽带通信系统中的应用研究[J];电子学报;2005年06期
2 熊键;;基于软件无线电的智能天线[J];电子信息对抗技术;2006年03期
3 刘千里;苑秉成;;基于DSP的声纳波束形成系统设计[J];电子器件;2006年03期
4 陈丰;潘翔;;基于FFT的矩形阵波束形成算法[J];传感技术学报;2006年06期
5 茹乐;杜兴民;毕笃彦;;RLS算法的智能天线DSP实现[J];空军工程大学学报(自然科学版);2007年05期
6 贺勋;周围;;智能天线波束形成技术[J];电信快报;2009年02期
7 邢绩耀;傅洪亮;;两种恒模波束形成算法性能分析[J];科技信息;2009年21期
8 陈卓;梁维谦;董保帅;;基于等边三角形的二阶差分传声器阵列[J];电声技术;2011年07期
9 宋昆仑;郝程鹏;原建平;侯朝焕;;基于DSP的数字波束形成算法优化实现[J];微计算机应用;2007年06期
10 刘洪武;冯全源;;一种适用于SF-OFDM系统的波束形成技术[J];微波学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王立伟;王延群;;乳腺高频环阵超声波束形成算法的研究[A];天津市生物医学工程学会第30次学术年会暨生物医学工程前沿科学研讨会论文集[C];2010年
2 张海滨;曲强;金明录;;一种改进的基于可变加载的鲁棒波束形成算法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
3 丁慧;卢晶;沈春华;徐柏龄;;一种改进的自适应语音分离算法[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
4 徐江;唐劲松;张春华;孙宝申;;运动补偿的多子阵合成孔径声纳波束形成算法[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
5 林静然;彭启琮;邵怀宗;;基于麦克风阵列的双波束近场定位及语音分离[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
6 史晓非;王宪峰;黄耀倞;刘人杰;;一个推广参数矢量算法在语音分离中的应用[A];中国航海学会通信导航专业委员会2004学术年会论文集[C];2004年
7 林卫明;朱振波;汤子跃;;改进的多子阵双站合成孔径声纳成像算法[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集（上）[C];2007年
8 陈熙;杨坚;;基于误差矩阵的OFDM系统的同频干扰抑制波束形成算法[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
9 赵小见;赵磊;陈农;;基于相干声源的CLEAN算法在常规风洞声源辨识研究中的应用[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
10 茅泉泉;赵力;;基于MIMO的盲信道语音分离技术[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 ;Cisco 数据和语音分离保安全[N];中国计算机报;2004年
2 深圳 黄之雄;ADSL数据语音分离器[N];电子报;2006年
3 傅长儒;优质服务“三省吾身”[N];国家电网报;2007年
4 ;IP电话与SAFE[N];网络世界;2003年
5 ;从笔记本电脑到通信利器[N];网络世界;2001年
6 ;烽火倡导建设安全可靠的DSL网络[N];人民邮电;2003年
7 重庆 雨夜;ADSL Modem选购要点谈[N];电脑报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 陈朋;相控阵三维成像声纳系统的稀疏阵及波束形成算法研究[D];浙江大学;2009年
3 贺寓东;遥测系统中的数字波束形成算法及其实现技术研究[D];清华大学;2009年
4 赵立恒;基于计算听觉场景分析的单声道语音分离研究[D];中国科学技术大学;2012年
5 付金山;基于稀疏分解理论的声矢量阵信号处理[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 宋昕;复杂环境下的鲁棒自适应波束形成算法的研究[D];东北大学;2008年
7 李会勇;宽带数字阵列波束形成算法及应用研究[D];电子科技大学;2009年
8 王春光;基于稀疏分解的心电信号特征波检测及心电数据压缩[D];国防科学技术大学;2010年
9 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 勇俊;基于二维成像声纳的水下运动目标定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪健;基于空域滤波的语音分离研究[D];西南交通大学;2011年
2 陈殿杰;释放器水上分机波束形成算法设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 马晨;阵列波束形成算法及其硬件实现方法研究[D];北方工业大学;2010年
4 焦计平;智能天线中波达估计与波束形成算法的研究[D];海南大学;2011年
5 张小妍;多波束信号实时处理技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 童开国;多声源环境下基于听觉中枢系统的语音分离研究[D];重庆邮电大学;2012年
7 刘继芳;基于计算听觉场景分析的混合语音分离研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 宋岳阳;基于单源欠定语音分离的音乐主旋律提取方法研究[D];北京邮电大学;2012年
9 张建红;LTE系统下行波束形成技术的研究[D];西安科技大学;2011年
10 刘仙伟;卷积语音盲分离的SOPC实现[D];大连理工大学;2011年
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