發(fā)布時(shí)間：2017-04-03 06:14

  本文關(guān)鍵詞：基于PLD的雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中,語(yǔ)音往往會(huì)受到多種噪聲影響,使語(yǔ)音質(zhì)量嚴(yán)重受損。語(yǔ)音增強(qiáng)的目的是盡可能消除噪聲和其他干擾源對(duì)目標(biāo)語(yǔ)音的干擾,提取純凈的目標(biāo)語(yǔ)音,改善語(yǔ)音質(zhì)量,提高語(yǔ)音可懂度和舒適度。按照麥克風(fēng)數(shù)目,現(xiàn)有的語(yǔ)音增強(qiáng)算法可以分為單通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法、麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)算法和雙通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法三類(lèi)。通常,基于系統(tǒng)復(fù)雜度和系統(tǒng)成本的考慮,小陣列的麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法更為實(shí)用。目前,在智能手機(jī)中,大多采用小陣列麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)系統(tǒng)。本文主要對(duì)面向手機(jī)應(yīng)用的雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法進(jìn)行了研究。首先,論文對(duì)語(yǔ)音增強(qiáng)的研究背景、意義和研究現(xiàn)狀進(jìn)行描述,對(duì)單通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法、麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)算法和雙通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并對(duì)三大分類(lèi)中的經(jīng)典算法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的算法原理介紹和性能評(píng)價(jià)。其次,論文深入研究了基于能量差的雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法。該算法原理簡(jiǎn)單、對(duì)時(shí)延估計(jì)不敏感,并有很好的語(yǔ)音增強(qiáng)效果,比較適合應(yīng)用于智能手機(jī)之中。在傳統(tǒng)能量差(Power Level Difference,PLD)算法中,采用固定平滑因子進(jìn)行信號(hào)譜估計(jì),并采用穩(wěn)態(tài)噪聲估計(jì)方法,致使在高度非平穩(wěn)環(huán)境中,算法性能變得很差。此外,該算法會(huì)在對(duì)語(yǔ)音處理過(guò)程中引入音樂(lè)噪聲,影響語(yǔ)音的聽(tīng)覺(jué)舒適度�；趥鹘y(tǒng)PLD算法中存在的這些問(wèn)題,本文提出了一種改進(jìn)的PLD算法。在改進(jìn)算法中,采用自適應(yīng)平滑的信號(hào)譜估計(jì)以改善信號(hào)譜估計(jì)精度,采用基于標(biāo)準(zhǔn)能量差的噪聲譜估計(jì)方法以提高非平穩(wěn)態(tài)噪聲環(huán)境中的噪聲估計(jì)精度,并結(jié)合使用一個(gè)后濾波器對(duì)音樂(lè)噪聲進(jìn)行處理。基于算法思想,論文對(duì)傳統(tǒng)PLD算法以及文中提出的改進(jìn)PLD算法通過(guò)MATLAB進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn)。最后,論文對(duì)改進(jìn)PLD算法性能進(jìn)行了測(cè)試分析。為此,分別采用一種單通道譜減算法、傳統(tǒng)PLD雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法和改進(jìn)PLD算法對(duì)相同的經(jīng)背景噪聲衰減后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理。對(duì)測(cè)試結(jié)果中的主觀語(yǔ)音評(píng)估質(zhì)量(Perceptual Evaluation of Speech Quality,PESQ)和語(yǔ)譜圖進(jìn)行分析比較。分析結(jié)果表明,與單通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法相比,雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法有著明顯優(yōu)勢(shì);與傳統(tǒng)PLD算法相比,改進(jìn)PLD算法取得了更高的PESQ值,改善了音樂(lè)噪聲現(xiàn)象,并使語(yǔ)音聽(tīng)起來(lái)更加舒適。此外,改進(jìn)算法依然存在一定的不足,這將在論文的總結(jié)部分進(jìn)行說(shuō)明。
【關(guān)鍵詞】：語(yǔ)音增強(qiáng) 雙麥克風(fēng) 能量差 噪聲估計(jì) 后濾波器
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN912.35
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)對(duì)照表10-11
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表11-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 語(yǔ)音增強(qiáng)的研究背景與意義14-15
• 1.2 語(yǔ)音增強(qiáng)算法的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 單通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法15-16
• 1.2.2 麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)算法16-17
• 1.2.3 雙通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法17-18
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容18
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)和章節(jié)安排18-20
• 第二章 語(yǔ)音增強(qiáng)算法研究20-30
• 2.1 單通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法20-24
• 2.1.1 譜減算法20-22
• 2.1.2 維納濾波器算法22-23
• 2.1.3 基于統(tǒng)計(jì)模型的算法23-24
• 2.1.4 基于子空間的算法24
• 2.2 麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)算法24-26
• 2.2.1 固定波束形成方法24-25
• 2.2.2 自適應(yīng)波束形成方法25-26
• 2.2.3 聯(lián)合后置濾波波束形成方法26
• 2.3 雙通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法26-28
• 2.3.1 擴(kuò)展算法27
• 2.3.2 雙通道空域后濾波算法27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基于PLD的雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法30-42
• 3.1 雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)模型30-31
• 3.2 基于PLD的雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法31-37
• 3.2.1 雙麥信號(hào)能量差34
• 3.2.2 增益函數(shù)34-36
• 3.2.3 基于PLD的雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法優(yōu)缺點(diǎn)36-37
• 3.3 語(yǔ)音增強(qiáng)算法中的噪聲估計(jì)方法37-39
• 3.3.1 噪聲和話音活動(dòng)的特點(diǎn)37
• 3.3.2 噪聲估計(jì)算法37-39
• 3.3.3 噪聲估計(jì)算法實(shí)現(xiàn)39
• 3.4 基于一階平滑的功率譜估計(jì)39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于PLD雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)的改進(jìn)算法42-54
• 4.1 基于PLD的雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法分析和評(píng)價(jià)42-43
• 4.2 基于PLD雙麥克語(yǔ)音增強(qiáng)的改進(jìn)算法43-49
• 4.2.1 改進(jìn)算法思想43-45
• 4.2.2 基于時(shí)頻最優(yōu)平滑的信號(hào)功率譜估計(jì)45-46
• 4.2.3 基于標(biāo)準(zhǔn)化能量差的噪聲估計(jì)算法46-48
• 4.2.4 后濾波器設(shè)計(jì)48-49
• 4.3 基于PLD雙麥克風(fēng)語(yǔ)音增強(qiáng)改進(jìn)算法的實(shí)現(xiàn)49-53
• 4.3.1 改進(jìn)算法流程圖49-51
• 4.3.2 改進(jìn)算法主要模塊的實(shí)現(xiàn)51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 算法性能測(cè)試與分析54-64
• 5.1 語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)估54-58
• 5.1.1 語(yǔ)音質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)54-56
• 5.1.2 語(yǔ)音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)56-58
• 5.2 算法性能測(cè)試與分析58-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 致謝72-74
• 作者簡(jiǎn)介74-75

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