STFT及其在回声消除方面的应用

论述了STFT(Short-Time Fourier Transform)理论及其特点,设计了一个在桌面音频系统中由于麦克风和听筒的耦合而产生语音干扰(主要是回声)的消除系统,该系统利用STFT将所需信号和噪声信号变换到频域,通过频谱相减消除噪声。提出了一个基于多信道回声消除器的子带最小二乘滤波器理论分析和估算方法,该方法具有较强的自适应能力、算法收敛快、控制精度高。     

基于有效抽头和进化规划算法的自适应水声信道估计

为了实现稀疏水声信道的快速高效估计,提出一种新的基于有效抽头的信道参数模型降低运算复杂性,并采用进化算法以最小二乘误差为适应度函数对信道响应中有效抽头的阶数、位置和权重同时进行进化操作寻优,避免了有色输入造成的相邻抽头耦合导致的性能下降。仿真实验结果表明:与传统LMS算法及基于有效抽头检测的稀疏信道估计方法相比,该算法在有色输入信号下具有更优越的估计性能和收敛速度,为稀疏水声信道处理提供了一类新方法。     

双端对讲检测算法的研究与实现

1.引言 双端对讲情况下的回声抵消是自适应同声抵消技术的一个难题.在双端对讲情况下的远端语音信号s(n)作为自适应算法的干扰,易导致自适应算法发散.通常,自适应回声抵消系统是在双端对讲检测的基础上,根据双端对讲状态来控制滤波器系数的调整方式.其主要策略是一旦出现双端对讲状态就放慢或暂停滤波器系数的调整.因此,双端对讲检测是传统自适应回声抵消系统的一个重要组成部分.     

适用于OFDM系统的改进的信道估计算法

针对实际系统中的信道冲激响应(CIR)泄漏问题,提出了一种适用于梳状导频正交频分复用(OFDM)系统的改进的最小二乘(LS)信道估计算法.该算法基于分数抽头延时信道近似(FTCA)的参数化信道模型,此信道模型采用一个抽头间隔为分数倍采样间隔的抽头延时线结构的有限冲激响应(FIR)滤波器表示.此算法首先通过FTCA信道模型来近似实际信道,然后再估计该信道模型中的某些参数来获取实际的信道信息;该算法利用了FTCA信道模型中所有的延时抽头,从而很好地抑制了CIR泄漏.仿真与分析表明,FTCA信道模型能够有效地近似实际信道,同时降低信道自相关矩阵的维数,从而提高信道估计的性能.     

一种提高稳态误差及收敛速度的回声消除算法

以研究回声消除为背景,在分析比较了三种LMS自适应滤波器算法的基础上,提出了改进的LMS自适应滤波器算法。并利用Matlab进行仿真分析,通过绘制误差曲线、学习曲线,证明了改进后的算法在稳态误差以及收敛速度方面都优于之前的算法。该算法能较好地应用到IP电话中的回声消除的自适应滤波问题。     

基于前馈神经网络的自适应回声消除方法

回声消除常用的LMS算法收敛性差，而收敛性好的RLS算法计算量大。文章中提出一种全新的求解方法：基于前馈神经网络的自适应回声消除方法。把回声消除模型中求解滤波器系数的问题转化为前馈神经网络神经元权值的训练问题，并运用误差反向传播算法(BP算法)得出神经元权值的递推公式。经仿真计算，能较好地实现回声消除，与原传统算法LMS和RLS计算比较：该方法能得到非常高的计算精度和明显优越的收敛性能，而计算量只有RLS算法的一半。     

空间飞行器内声源定位算法研究

空间飞行器内空间狭小,存在较大的语音混响现像,飞行器内乘员不带专用耳戴进行语音通话时,混响信号影响通话质量。利用声源方位的信号进行语音增强的方法可以抑制混响的干扰,获得较好的通话效果。常用的声源定位算法由于受混响的影响,很难对乘员的语音进行有效地定位。通过研究空间飞行器的语音传输特性,提出了基于相关系数波束形成算法,该算法利用波形的相似性来抑制混响的干扰。实验证明:算法具有较好的声源定位效果,为语音增强提供声源方位参数。     

基于RLS的自适应阵列抗交叉串扰语音增强研究

在噪声环境下的麦克风阵列语音增强应用中,由于语音与噪声之间存在交叉串扰,传统自适应算法降噪性能受到很大的影响。为了提高自适应滤波器收敛性能,同时抑制麦克风之间语音信号的交叉串扰,采用两级抗交叉串扰麦克风阵列结构,自适应滤波器均采用RLS格型一阶梯算法。其中,第～级滤波系统仅在确认为无语音阶段进行参数调整,以充分消除噪声的影响。实验结果表明,该方法消噪量大,对语音损伤小,语音增强效果显著。     

基于零相位滤波的聚焦形貌恢复技术

在聚焦形貌恢复技术中,为获取更好的恢复精度,提出了一种高精度的聚焦形貌恢复算法,该方法用零相位滤波器对窗口序列图像的评价函数值进行滤波,在消除干扰的同时,保持各空间数据点的位置不变.设计了基于切比雪夫Ⅱ滤波器的零相位滤波器;利用二次曲线的最小二乘拟合峰值位置作为窗口序列的聚焦位置,进一步提高了峰值定位精度;采用三次曲面...     

基于线性预测模型的氦语音增强算法研究

潜水员在水下工作时,由于生理方面的原因,需要以氦氧混合气体作为呼吸气体,由于气体结构的变化出现了氦语音现象,使得语音发生畸变,降低了清晰度。通过介绍基于线性预测模型的氦语音增强算法,将频域的线谱对(LSP)分析应用于氦语音增强中,由于线谱对系数与语音信号谱包络有紧密的联系,用线谱对参数(LSP)构成合成滤波器时更容易保证稳定性,所以提出了一种基于线谱对系数(LSP)的氦语音增强算法。通过实验将这种算法与基于线性预测LPC的增强算法进行了比较,实验结果表明,两种算法均能对氦语音进行矫正,并且新的算法能够对共振峰进行单独调节,在不影响清晰度的同时最大限度地保持了原有语音的细节,提高了可懂度。     

基于卡尔曼滤波的STFT域回声抵消算法

提出了一种低复杂度的短时傅里叶变换域卡尔曼滤波算法来解决声学回声抵消问题。首先在短时傅里叶变换域建立了基于频域卷积传递函数的观测方程,并利用一阶马尔科夫模型对频域回声路径进行建模,给出了精确的卡尔曼滤波方程,并讨论了过程噪声和观测噪声的估计问题。为降低算法计算复杂度,提出了低复杂度卡尔曼滤波算法。另外,在更新滤波器时加入远端信号邻近频点的信息来进一步提高回声抵消性能。实验结果表明,所提算法对近端干扰不敏感,不需要额外的双端对讲检测算法,且比传统的频域自适应滤波算法具有更快的收敛速度。     

有混响条件下的室内语音定向技术的研究

文章讨论了一种新的基于回波分离算法的改进算法，并将其应用于室内有较强混响干扰下的语音定向。算法在有效语音片段检出时，不仅采用了回波估计，还同时考虑了语音特征，最后利用数字波束形成法来计算检出的有效语音片段的方位角，并且，回波估计是在语音短时能量分析的基础上进行的。试验表明，所获得的精度和人耳定向精度相接近。     

基于Gram—Schmidt正交化算法的水下目标回波检测

提出了一种基于Gram-Schmidt正变化算法的水下目标回波检测方法．该方法利用Gram—Schmidt正变化算法实现对干扰背景的预白化，通过归一化匹配滤波器可完成对水下目标回渡的检测．对仿真数据和实验数据的处理验证了该方法的有效性．     

一种新的相位编码信号多普勒补偿算法研究

相位编码信号是一种多普勒频率敏感信号,而且码长越大,对多普勒频率越敏感,严重影响了雷达对高径向速度目标和远距离目标探测的能力。该文在分析伪码序列与多普勒容限关系的基础上,提出一种新的伪码调相准连续波雷达的多普勒补偿算法。该算法将回波信号取平方后送到动目标检测(MTD)滤波器中,通过提取回波信号中的多普勒频率信息,进行多普勒补偿。从仿真结果可以看出,该算法能够有效地降低多普勒频率对脉冲压缩结果的影响,验证了方法的可行性。     

Dopplerlet变换推广及其在主动声纳中的应用

针对水下高速运动目标的主动探测问题,引入了Dopplerlet变换。根据运动目标回波的特点提出了主动Dopplerlet原子．并分析了基于主动Dopplerlet变换的自适应匹配塔形分解算法,克服了Dopplerlet变换在被动信号处理中声源频率变化引起误差增大的问题。将算法应用于高斯白噪声和高斯色噪声背景中运动目标的检测和速度距离的估计．取得了较好的结果。     

基于 CPLD 的水中主动声探测仪计数检波器设计

从提高水中主动声探测仪检波器的工作性能角度出发, 提出了一种能够克服传统二极管包络检波器缺点的计数检波器, 通过在 1 ms 时间内统计输入信号的脉冲个数, 来区分干扰脉冲和回波信号. 在 Xilinx foundation series3.1 软件平台上, 采用 VHDL(超高速硬件描述语言)和自顶向下的方法, 完成了基于 CPLD(可编程逻辑器件)的计数检波器设计, 并进行了逻辑仿真和水下静态试验. 结果表明, 基于 CPLD 的计数检波器设计功能正确, 具有一定的柔性和可升级性;起到检波和滤波的双重作用, 提高了电路的抗干扰能力;并且通过在整形电路中增加限幅放大器, 可以进一步提高计数检波器的性能.     

一种新型的滤波器组在水声应答器中的应用

针对某型水声应答器中处理信号频带变宽,信号中叠加了多个频率分量以及实时性要求高的问题,提出一种基于频域信道化技术的滤波器组方法。首先给出该滤波器组的理论推导,并对滤波器组进行加窗处理,给出了FFT的长度和移动重叠点数等参数对该滤波器组的影响,最后进行了数值仿真,并进行了湖试试验数据处理。结果证明该方法可有效解决信号的信道串漏问题,验证了该滤波器组的正确性和可行性。该方法通过对信号信道化处理,减小了滤波处理的运算量,提高了数据的信噪比,便于后续的目标检测。该滤波器组算法简单、易实现、运算量小,在水声应答器信号处理中有一定的工程借鉴价值。     

基于小波变换的主动水声信号检测

信号检测是水声信号处理领域的研究重点之一。文章通过对水下航行器自噪声特性的研究，发现其具有1／f衰减特性，同时利用小波变换对1/f信号有类似K—L展开的作用，提出了一种基于小波变换的信号检测方法，对1/f噪声背景下的主动水声信号进行了检测；文中详细推导了相应的检验统计量及其统计分布特性；同时，将该方法与匹配滤波器、能量检测器的检测性能进行了比较，仿真试验结果表明了本方法的有效性。     

基于回波信号相似度的气体超声流量计动态阈值法研究

基于双阈值法的气体超声流量计采用第1阈值检测和过零检测确定回波的到达时刻点,然而由于回波波形易受工况环境因素的影响,会导致第1阈值错误,使回波到达时刻点发生错误偏移,影响测量精度,因此提出了一种基于回波信号相似度的动态阈值法.该方法获取回波信号极大值幅值后,计算设定工况和实际工况下回波信号上升区域部分的欧式距离以评估相...