船載航行數據記錄儀中的駕駛臺語音通信增強和壓縮處理.pdf

1、隨著科學技術的不斷發(fā)展，新型數字化船用儀器如ECDIS(ElectronicChartDisplayandInformationSystem，電子海圖顯示與信息系統(tǒng))、AIS(AutomaticIdentificationSystem，自動識別系統(tǒng))以及VDR(VoyageDataRecorder，航行數據記錄儀)逐步裝船使用，預示著當今的船舶航行已逐漸進入了“海上數字交通”時代。VDR作為“海上數字交通”的具體內涵之一，是專門用來實時

2、記錄存儲船舶航行數據、并能將數據回放的儀器設備。在船舶發(fā)生海上事故后，對VDR中的數據對進行分析，尤其是對緊急情況下的駕駛臺語音通信的分析，對判斷事故發(fā)生的原因及責任方起著關鍵的作用。由于航行時的海況和局面復雜多變，VDR在采集駕駛臺語音通信時常會產生模糊或聽不清的情況，而且語音的連續(xù)存儲還會產生大量的數據。因此，在傳輸和存儲的過程中，如何有效地對船舶駕駛臺語音通信進行增強和壓縮處理，使其在保證回放質量的前提下，盡量提高語音的可懂性和節(jié)

3、約存儲容量是研制VDR首先必須解決的關鍵技術之一。根據當今小波分析在語音信號增強和壓縮方面成功經驗，本文就VDR駕駛臺語音增強和壓縮技術進行了新的研究和詳細的論述。 在對駕駛臺語音進行增強研究中，本文提出了在VDR中利用小波閾值短時譜幅度MMSE(MinimumMeanSquareError，最小均方誤差)估計法的語音增強算法。該算法采用了一種具有無窮階連續(xù)導數的閾值函數，克服了傳統(tǒng)閾值函數(軟閾值函數和硬閾值函數)的缺點。然后

4、基于SURE(Stein'sUnbiasedRiskEstimation)無偏估計得出一種小波閾值去噪法，此方法可自適應搜尋最佳閾值，滿足了時變信號的實時處理要求。經實驗證明，這種算法能夠大幅度提高信噪比，有效且優(yōu)于傳統(tǒng)的語音增強算法。 將小波變換與Fourier變換相比一個明顯的不同之處在于小波變換中的小波函數不是唯一的，不同的小波函數會產生具有不同時頻特性的小波基，用不同的小波基分析同一個問題會產生不同的結果。因此，小波函數

5、的選擇是應用小波變換必須首先解決的基本問題之一。本文根據不同小波函數的性質，選取了具有最高消失矩的緊支正交小波——Daubechies小波，應用本文采用的小波閾值短時譜幅度MMSE估計法的語音增強算法，對VDR駕駛臺語音增強前后的信噪比提升量和能量恢復度進行了試驗、分析和比較，得出了db7是VDR駕駛臺語音增強較為理想的小波函數的結論。 在對駕駛臺語音進行壓縮研究中，運用了一種自適應小波包變換方法對增強后的駕駛臺語音進行壓縮?；?/p>