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基于麦克风阵列的混响消减技术研究

陈建荣  
【摘要】:在会议室、演播厅等相对封闭的室内空间,麦克风接收到的是声源直达声和多个反射声的叠加信号,容易产生明显的混响效应,从而极大地影响语音识别、语音定位和语音合成等各类语音信号处理的性能。随着麦克风阵列的技术研究日益成熟,研究基于麦克风阵列波束形成技术的混响消减算法,提高混响抑制效果具有重要的理论意义和应用价值。本文在介绍语音信号混响消减原理的基础上,重点研究了基于复倒谱滤波和谱减法的混响消减方法,并引入广义旁瓣消除(GSC)自适应波束形成技术,提出了改进的基于GSC的复倒谱滤波和谱减法混响消减算法。论文分析了波束形成中的时延估计方法,采用了适配混响声学环境的基于自适应特征分解的时延估计方法,获得了良好的时延估计精度,有效提高了混响消减性能。本文进一步研究了基于线性预测残差倒谱减法的混响消减方法,针对混响语音线性预测残差进行倒谱滤波初步去除房间冲激响应影响,再使用谱减法对混响语音进一步做混响消除,并结合传输函数广义旁瓣消除(TF-GSC)波束形成技术,提出了改进的基于TF-GSC的线性预测残差倒谱减法的混响消减算法,进一步降低目标信号的泄露,提高混响消减的自适应性能和鲁棒性。本文对所提出的两种混响消减改进算法在不同混响时间下的性能进行了主客观评测指标测试,测试结果表明,在混响时间为0.6s的声场环境下,在?PESQ、?SRNR和?LPCC客观指标上,基于GSC的复倒谱滤波和谱减法混响消减效果分别提升0.265、4.5648d B和0.4659,基于TF-GSC的线性预测残差倒谱减法的混响消减效果分别提升0.315、5.5065d B和0.5826,且从时域波形图及语谱图可看出,本文所提出两种改进方法均具有良好的混响消减效果及听觉效果。


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