麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)的研究.pdf

1、語(yǔ)音增強(qiáng)的主要目的是從帶噪聲的語(yǔ)音信號(hào)中提取出有用的語(yǔ)音信息，以獲得高質(zhì)量的語(yǔ)音信號(hào)。傳統(tǒng)的語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)采用單個(gè)麥克風(fēng)，它僅利用了時(shí)/頻信息，在空間強(qiáng)混響環(huán)境下干擾抑制的效果并不理想。針對(duì)這種情況，基于麥克風(fēng)陣列的語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)得到廣泛的重視，麥克風(fēng)陣列與單麥克風(fēng)相比具有空間選擇性，較高的空間分辨率與較強(qiáng)的抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)。已經(jīng)成為當(dāng)前語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，很多國(guó)際知名的公司和研究機(jī)構(gòu)，都致力于麥克風(fēng)陣列相關(guān)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，

2、并已經(jīng)推出多種多麥克風(fēng)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。但是，到目前為止，在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的陣列麥克風(fēng)產(chǎn)品，這與國(guó)內(nèi)巨大的市場(chǎng)需求不協(xié)調(diào)。因此，研究基于麥克風(fēng)陣列的語(yǔ)音處理算法和技術(shù)有著重要的意義。
　　 本文主要闡述并比較了幾種常用的麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)算法。針對(duì)自適應(yīng)法和后置濾波法在相干噪聲場(chǎng)與非相干噪聲場(chǎng)不能同時(shí)具有較好消噪性能的問(wèn)題，將這兩種方法結(jié)合，給出了一種混合波束形成語(yǔ)音增強(qiáng)方法及其系統(tǒng)模型，并給出了整個(gè)系統(tǒng)的性能分析。然后

3、針對(duì)自適應(yīng)波束形成算法的目標(biāo)信號(hào)方向估計(jì)準(zhǔn)確性對(duì)其性能影響較大的問(wèn)題，本文又將多重信號(hào)分類(lèi)(Multiple SignalClassification，MUSIC)算法模塊應(yīng)用在混合波束形成方法中。并給出了整個(gè)系統(tǒng)的性能分析。本文的主要工作包括以下幾部分:
　　 研究麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)的概況，掌握語(yǔ)音信號(hào)處理基礎(chǔ)、麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)理論知識(shí)及該領(lǐng)域的重要算法，為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)。
　　 重點(diǎn)研究三種波束形成方法基

4、本原理，仿真分析了各種方法的消噪性能，并針對(duì)自適應(yīng)波束形成方法和后置濾波方法在相干噪聲場(chǎng)與非相干噪聲場(chǎng)不能同時(shí)有較好的消噪性能的問(wèn)題，將這兩種方法進(jìn)行結(jié)合，給出了一種混合波束形成語(yǔ)音增強(qiáng)方法及其系統(tǒng)模型。并通過(guò)仿真驗(yàn)證該方法的有效性。
　　 將MUSIC算法應(yīng)用于麥克風(fēng)陣列中。通過(guò)對(duì)麥克風(fēng)陣列接收信號(hào)樣本的自相關(guān)矩陣和理想自相關(guān)矩陣的推導(dǎo)，詳細(xì)分析了樣本的自相關(guān)矩陣和理想自相關(guān)矩陣的差別，以及采樣數(shù)、信號(hào)相關(guān)性、信號(hào)與噪聲的正交