基于联合时空图拓扑结构的多通道语音MVDR增强算法

本文研究图频域内的多通道语音增强,利用图信号处理理论（GSP）构建一种时间-空间维度的联合图拓扑结构,在此基础上设计增强算法进行多通道语音消噪。具体而言,基于输入阵列某个麦克风输入帧间语音顶点信号的时间相关关系,构造时间维度上的一种图拓扑结构;同时针对多通道含噪语音,根据各通道接收信号的空间相关关系,构造空间维度上的一种图拓扑结构。基于时间和空间二种图拓扑构成的联合图拓扑结构,采用图频域内的最小方差无失真响应（MVDR）增强算法,进行多通道语音增强。仿真实验结果表明,在平均客观语音质量评估（PESQ）得分和平均拓展短时客观可懂度（ESTOI）评价指标下,本文所提出的基于联合图拓扑结构的MVDR波束形成（JG-MVDR）方法都优于常规图MVDR波束形成（GMVDR）方法和基于复高斯混合模型的MVDR波束形成（CGMM-MVDR）方法。      

一种基于语音图信号处理的端点检测方法

本文通过将语音信号处理与图信号处理相结合,为语音样点构建出一种基于遗忘因子的遗忘图拓扑结构,利用基于遗忘图拓扑结构的图邻接矩阵所定义的图傅里叶变换（Graph Fourier Transform, GFT）,研究语音图信号的图频域特性。并在此研究基础上,本文将基于自适应子带谱熵（Adaptive Band-partitioning Spectral Entropy, ABSE）算法的端点检测方法拓展至图频域,设计了一种图自适应子带谱熵（Graph Adaptive Band-partitioning Spectral Entropy, GABSE）算法。实验表明,本文所提出的基于遗忘图的GABSE算法可以使得语音段与非语音段谱熵差异更加显著,较传统ABSE算法端点检测及rVAD语音端点检测方法正确率提高了10%~20%,同时也验证了此语音遗忘图结构有效性。      

基于联合图学习的多通道语音增强方法

考虑到通道间存在的空间关系影响着其降噪问题,图信号处理可以捕获该潜在关系,若直接采用其空间物理分布图,无法实时反映其时变特性,因此本文提出了一种基于联合图学习的多通道语音增强方法。首先,提出一种联合时间-空间图学习方法,以最小化多通道含噪语音信号在空间图上的平滑度、参考通道信号在语音帧内图上的平滑度、空间图的稀疏度和帧内图的稀疏度之和为目标,优化阵列空间图和语音帧内图。基于学习的空间图和帧内图,构建多通道语音信号的时间-空间联合图。在此基础上,将多通道语音图信号进行联合图傅里叶变换,进而采用固定波束形成（Fixed beam forming,FBF）方法进行增强。实验结果表明,与传统的FBF方法相比,所提出的基于联合图学习的FBF(Joint graph learning based FBF, JGL-FBF)方法显著提升了增强语音的信噪比（Signal-to-noise ratio, SNR）和主观语音质量评估（Perceptualevaluationofspeechquality,PESQ）。另外,实验结果也表明,JGL-FBF方法的语音增强性能会受到时延补偿准确性的影响。     

基于FBG传感技术的立管涡激振动过程分析

为深入研究光纤光栅传感技术在海洋立管涡激振动测试中的适用性,在风-浪-流联合水槽中进行均匀来流下立管涡激振动试验。数据测试采用光纤光栅传感器,同时采用动态电阻传感器作为对比。通过改变多级外流流速,对比分析基于两种传感技术的立管涡激振动过程差异。同时基于光纤光栅传感技术采集应变数据并结合频谱分析及模态理论,研究立管振动的主导频率、幅值及模态响应等振动特性。研究结果表明,光纤光栅传感技术对海洋立管的涡激振动测试性能优越,能够准确体现立管的应变时程、振幅以及主导频率等振动特性,清晰反映伴随流速进程的立管模态特征及涡激振动过程,同时由模态响应和涡激振动过程分析发现立管锁频区间的产生具有瞬时性及自激性规律,这对海洋立管的模型试验与工程设计具有较大的参考价值。     

鸭绿江云峰水库以上流域可能最大暴雨研究

以云峰水库坝址以上鸭绿江流域可能最大暴雨为研究对象,针对鸭绿江流域朝鲜侧气象水文资料缺失的问题,提出了鸭绿江流域地面雨量观测信息与卫星遥感降水信息融合的方法,用于补充流域朝鲜侧降雨等值线图。分别采用放大法和移置法对设计流域可能最大暴雨进行计算,其中放大法推求的3 d可能最大暴雨结果为256.5 mm,而移置法推求结果为203.2 mm。经比选,将放大法推求的可能最大暴雨作为推荐成果,并与本流域历史暴雨资料及国内已有可能最大暴雨研究成果进行对比,认为计算结果合理可靠。研究成果可为无资料地区可能最大暴雨估算提供参考。     

真空烧结制备(La0.2Nd0.2Sm0.2Gd0.2Er0.2)2Zr2O7高熵透明陶瓷

高熵陶瓷是近年来陶瓷材料研究的热点, 制备性能优异的高熵陶瓷是陶瓷材料的发展趋势。本研究采用燃烧法结合真空烧结制备出高熵透明陶瓷。测试结果显示燃烧法制备高熵(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Gd_0.2Er_0.2)₂Zr₂O₇粉体的平均晶粒尺寸为8 nm, 高熵粉体为无序的缺陷萤石结构。在真空炉中不同温度烧结的高熵陶瓷具有有序的烧绿石结构。烧结温度对高熵透明陶瓷的在线透过率影响不大, 最大透过率为74%(@1730 nm), 其透过率光谱中出现大量吸收峰。随着烧结温度的升高, 陶瓷的体积密度有所上升, 晶粒尺寸增大, 而维氏硬度逐渐降低。     

行阶梯观测矩阵下语音压缩感知观测序列的Volterra+Wiener模型研究

针对压缩感知理论下,语音信号经随机高斯矩阵投影后得到的观测序列随机性太强,难以建模的问题,提出了一种基于行阶梯观测矩阵的语音压缩感知观测序列的Volterra模型,利用该模型实现对语音压缩感知观测序列的预测,研究了Volterra滤波器输入维数与阶数对预测效果的影响,并利用维纳滤波器进一步降低预测误差。在相同的已知数据量下,基于部分压缩感知观测序列、Volterra模型、Wiener滤波器的重构,获得了优于高斯随机观测序列的重构性能。模型的研究为压缩感知与语音技术的结合提供一定的参考价值。      

松科二井岩芯认知沉浸式虚拟现实系统设计与开发

虚拟现实技术能在实物地质资料科普服务中增强用户体验,让用户身临其境体验探索地下深处带来的乐趣,获取地球深部的地学知识。本文基于虚拟现实技术,从松科二井岩芯获取与保存利用方面入手,以岩芯图像资料为基础,重建松科二井三维世界,还原岩芯资料记录的地质特征,制作"松科二井岩芯认知之旅"沉浸式虚拟现实系统这一应用实例,认为通过现场体验形式可以有效宣传地质调查成果,不断点燃社会公众探索地球科学知识的热情。     

副干酪乳酸杆菌所产抑菌物质的特性研究

为了得到具有应用潜力的抑菌活性菌株,对分离自内蒙古牧区家庭手工制作的酸马奶中具有抑菌活性的乳酸杆菌采用双层琼脂平板扩散法进行筛选,并对有抑菌能力的乳酸菌进行分子生物学鉴定,同时对其所产抑菌物质的特性进行研究,筛选出的8株乳酸杆菌均对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)有抑制作用,选择其中一株乳杆菌Q-1-4(Lactobacillus paracasei)进行鉴定认定该菌株为副干酪乳杆菌。排除有机酸和过氧化氢干扰后,L.paracasei Q-1-4发酵离心后的无细胞上清液(Cell-free fermentation supernatant,CFS)对B.subtilis仍然有抑制作用,经胰蛋白酶、蛋白酶k、胃蛋白酶和木瓜蛋白酶处理后抑菌活性下降,说明所产生的抑菌物质中应含有蛋白类。并测出其产生的抑菌物质酸性条件下对枯草芽孢杆菌有抑制作用且对热稳定,对紫外线不敏感;与SDS和EDTA共同作用效果好于单一作用,而其它的表面活性剂、有机溶剂、金属离子对其无明显影响;具有一定的储藏稳定性且较广抑菌谱。     

基于近似KLT域的语音信号压缩感知

压缩感知是近年来兴起的研究热点,该文基于语音信号在KLT域的稀疏特性,提出了基于模板匹配的近似KLT,并在基于模板匹配近似KLT域上研究了语音信号的压缩感知性能。首先验证语音信号在基于模板匹配近似KLT域上的稀疏性,然后由语音信号与观测矩阵构造相应的观测,采取固定分配每帧观测个数和按帧能量自适应分配每帧观测个数两种方案,再以观测为已知条件利用L1优化算法重构语音信号在基于模板匹配近似KLT域的稀疏系数向量,进而重构原始语音信号。实验表明,语音信号在基于模板匹配的近似KLT域的压缩感知性能较好。