基于SOPC的混疊語(yǔ)音降噪濾波算法的研究.pdf

1、隨著電子計(jì)算機(jī)和人工智能機(jī)器的迅速發(fā)展，語(yǔ)音技術(shù)被應(yīng)用在數(shù)字通信、智能控制等領(lǐng)域。由于語(yǔ)音信號(hào)的引入，打破了原有人機(jī)接口在地點(diǎn)和設(shè)備方面的限制，改變了人和機(jī)器之間的關(guān)系，使人對(duì)機(jī)器的操作更加便利，這將成為“智能化”控制設(shè)備的最佳途徑。 但是，由于語(yǔ)音信號(hào)本身的復(fù)雜性以及各種應(yīng)用環(huán)境與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的巨大差異，背景噪聲和混疊語(yǔ)音干擾降低了語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)、語(yǔ)音控制系統(tǒng)的性能，尤其在去除混疊語(yǔ)音干擾方面仍存在許多問(wèn)題，如模型建立、計(jì)算量及硬

2、件實(shí)現(xiàn)等?？梢哉f(shuō)，目前各方面的研究也都還在尋找比較完備的去除混疊語(yǔ)音干擾的手段。 針對(duì)這種情況，本文以語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用為背景，將語(yǔ)音降噪、混疊語(yǔ)音分離技術(shù)結(jié)合起來(lái)，從提取語(yǔ)音特征入手，利用語(yǔ)音信號(hào)的非線性產(chǎn)生模型、能量分離算法，去除干擾語(yǔ)音的主要能量，盡可能多而且完整的保留有用語(yǔ)音的能量這一角度進(jìn)行研究。在應(yīng)用語(yǔ)音信號(hào)前對(duì)它進(jìn)行前端的降噪處理，能得到相對(duì)純凈的語(yǔ)音信號(hào)。 論文主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.對(duì)

3、語(yǔ)音控制系統(tǒng)中前端語(yǔ)音濾波處理的必要性和可能性進(jìn)行分析； 2.收集漢語(yǔ)語(yǔ)音數(shù)據(jù)(包括純凈語(yǔ)音、混疊語(yǔ)音干擾等)，為混疊語(yǔ)音的降噪分析提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)； 3.通過(guò)閱讀大量資料和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，尋找算法的理論依據(jù)和去除與有用語(yǔ)音混疊的干擾語(yǔ)音的辦法。從漢語(yǔ)語(yǔ)音特征角度考慮，利用能量分離算法，通過(guò)對(duì)干擾語(yǔ)音單個(gè)共振峰的能量分離操作，達(dá)到抑制干擾語(yǔ)音能量的目的，有別于傳統(tǒng)的濾波方法； 4.通過(guò)MATLAB對(duì)3中推導(dǎo)得出的算

4、法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，完成濾波算法的仿真。通過(guò)對(duì)信號(hào)的歸一化處理，驗(yàn)證算法的濾波效果，在整個(gè)時(shí)間段內(nèi)，輸出信號(hào)與有用信號(hào)的相對(duì)誤差大部分都在20％以下； 5.在算法仿真的基礎(chǔ)上，利用DSPBuilder構(gòu)建濾波系統(tǒng)的硬件加速模塊，通過(guò)Avalon總線掛接到NiosⅡ處理器系統(tǒng)中。最后嘗試以SOPC技術(shù)結(jié)合NiosⅡ軟核處理器完成硬件實(shí)現(xiàn)的總體設(shè)計(jì)。 本課題研究的混疊語(yǔ)音降噪濾波算法適用于語(yǔ)音控制系統(tǒng)。在應(yīng)用語(yǔ)音信號(hào)前利用本濾波