麦克风阵列语音增强技术及其应用

本文简要叙述了应用麦克风阵列进行语音增强的原理及方法。且由于麦克风阵列在实际语音处理时具有良好的拾取语音能力及噪声鲁棒性,本文将介绍该技术在车载系统环境、机器人语音识别、大型场所的记录会议、助听装置及声源定位等系统中的应用。     

麦克风阵列语音增强的研究

文章介绍了各种基本的麦克风阵列语音增强算法,对其消噪性能进行了系统地分析,并以实测数据进行了测试。并介绍了基于稳健波束形成器、近场超定向波束形成器、广义奇异值分解和传输函数广义旁瓣相消器等结构的麦克风阵列语音增强的基本原理,总结了各种算法的特点及其所适用的声学环境特性。     

基于麦克风阵列的语音增强研究

麦克风阵列的自适应算法通过迭代运算获取波束形成的最优权矢量时,噪声模型的估计是一个非常关键的因素.它的好坏直接影响着系统波束形成的性能.系统地分析了最小均方(LMS)自适应语音增强算法,并针对阻塞矩阵在估计噪声时存在的缺陷,在该算法的基础上提出了一种利用最小值控制递归平均(MCRA)来估计噪声的方法.将此方法应用于波束形成,并用 Matlab 软件进行仿真.仿真实验结果表明,MCRA 估计出的噪声使 LMS 自适应语音增强的效果更好和抗噪性更强.     

基于麦克风阵列的语音增强算法研究

语音通信为最普通的一种通信模式,在我们的日常生活中发挥着极为关键的效果.然而,在客观场景内,声音势必会因噪音而产生影响.此类噪声与干扰不但会影响声音的可知性,还使声音处理系统的性能急剧恶化.但是,在现实环境中,声音受到噪音和干扰是不可避免的.这些噪声和干扰不仅影响声音的可知性,还使声音处理系统的性能急剧恶化.麦克风阵列语音增强为语音增强中最普遍的一种模式.文章具体讲解了几类比较普遍的麦克风阵列增强算法以及语音扩展算法的仿真处理结果,语音扩展算法可以从噪音声音中尽可能地提取清晰的声音,从而提高语音质量和主观舒适性.     

一种近场麦克风阵列后滤波语音增强方法

介绍了一种用于近场麦克风阵列后滤波语音增强的方法,避免了现有的利用自功率谱密度和互功率谱密度的Zelinski和McCowan后滤波器中噪声功率谱过估计的问题,并加入了近场传播的幅度衰减补偿和相位延迟补偿。使用卡内基梅隆大学提供的多麦克风语音数据以及使用Habets E A P提出的生成阵列散射噪声的方法进行的仿真实验,证明了改进的方法在语音质量客观评估量方面优于Zelinski后滤波法和McCowan后滤波法。     

基于麦克风阵列的语音增强系统设计

针对目前在近场语音环境中语音增强系统噪声干扰大、难以清晰还原信号等局限性,设计并实现一种基于麦克风阵列的新型语音增强系统。系统硬件设计新颖,采用低功耗设计,最大支持12路语音信号同时采集,同时对噪声的处理采用自适应差分脉冲编码调制和卡尔曼滤波算法相结合分开处理的新型方式。通过Matlab仿真和封闭近场环境下的实际测试,结果表明该系统性能稳定可靠,可以提高语音清晰度,实现短距离的多路语音增强。     

基于微分麦克风阵列的自适应语音增强算法研究及DSP实现

自适应滤波是语音增强算法中的常用技术, 而算法复杂度与收敛速度是设计各种自适应算法需要首要考虑的问题. 本文提出一种用于片上的语音增强自适应滤波新算法. 该算法分两步实现, 首先, 利用一阶微分麦克风阵列, 获得噪声的实时估计; 其次, 对传统的仿射投影算法(Affine projection algorithm, APA)加以改进, 得到计算误差向量的快速算法, 并根据估计误差动态调整搜索步长以及仿射投影维数, 对带噪语音进行自适应滤波消噪. 在TMS320VC5509 DSP芯片上实现该算法. 实验表明, 算法的自适应滤波过程具有接近递推最小二乘算法(Recursive least squares, RLS)的快速收敛速度, 以及类似最小均方误差算法(Least mean squares, LMS)的低算法复杂度.     

基于子带广义旁瓣相消器的麦克风阵列语音增强*

为了加快基于广义旁瓣相消器的麦克风阵列语音增强系统的收敛速度,将其自适应模块的输入信号分解到子带以进行处理,并将多通道维纳滤波器引入广义旁瓣相消器的非自适应支路,以更有效地抑制非相干噪声。实际测试结果表明,相对于基于全带广义旁瓣相消器的麦克风阵列语音增强系统,采用该子带广义旁瓣相消器结构的语音增强系统具有更快的收敛速度和更高的输出信噪比。     

基于麦克风阵列的语音增强算法

为解决现有语音增强算法需要麦克风数量较多和受估计误差影响较大的问题,提出一种改进的声源定位和波束形成方法。在现有声源定位算法利用时间延迟的基础上,引入能量衰减参数,实现利用双麦克风进行声源定位的目标;在波束形成算法中引入加载系数,在出现协方差矩阵统计失配时仍可对期望方向聚焦,提高波束形成算法的鲁棒性。仿真结果表明,改进后的算法与传统算法相比具有更强的鲁棒性。     

结合ICA预处理的麦克风阵列语音增强系统

在强背景噪声和强反射环境中,麦克风阵元接收的信号质量很差,从而影响麦克风阵列语音增强系统的性能.ICA能够仅从现测信号中提取出潜在的独立成分,基于此特性,本文将ICA引入麦克风阵列语音增强系统,利用ICA对麦克风阵元接收信号进行分析,从中提取出较纯净的目标语音作为系统的输入信号.ICA预处理可以有效抑制背景噪声和回声,提高输入信号的质量.真实环境中的实验表明,ICA预处理能够显著改善麦克风阵列语音增强系统的性能.     

基于递推最小二乘滤波器的语音增强

根据语音信号短时预测特性和短时准周期性，以当前采样前若干点和前若干周期的采样为观测样本，采用横向滤波器结构，构造基于递推最小二乘算法的自适应滤波器。该算法无需先验知识和参考信道，且对平稳或非平稳噪声均适用。实验证明，信噪比有明显提高，且增强后语音信号LPC倒谱与纯净语音LPC倒谱的欧氏距离也比增强前有了明显减小。     

基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计

针对线性预测方法提取语音信号共振峰频率的不足,提出了一种基于共振峰增强的共振峰频率估计算法,从而在不增加运算量的情况下使共振峰频率的提取更加准确.实验结果表明,该算法在5kHz内提取前五个共振峰的性能都很好.     

基于鲁棒波束形成的麦克风阵列系统

为了提高噪声消除的鲁棒性,传统的通用旁瓣消除器采用固定波束形成作为输出的系数约束自适应滤波器,采用CCAF的输出作为输入的标准约束自适应滤波器.此系统的跟踪性能随信号频率变化而改变,并且由于波束带宽的影响使得目标语音在低频发生畸变.采用优化波束形成方法来得到较宽的带宽,对输出进行后滤波处理来消除残余噪声.试验表明本方法可明显提高语音信噪比.     

基于最佳门限消噪语音增强一种新方法的研究与实践

针对软门限对信号噪声的滤除方法,在分析小波变换消噪原理和方法的基础上,具体分析了阈值对小波变换消噪的影响.提出了改进阈值的阈值函数,给出更好的滤波结果.实验表明这种改进的算法有效地提高了增强效果.     

具有高可懂度的改进的维纳滤波的语音增强算法

提出一种具有较高可懂度的基于维纳滤波的语音增强算法。相比于其他语音增强算法,维纳滤波法可以明显提高语音质量且含有较少的音乐噪声,但是它和其他现有语音增强算法一样,都无法有效提高语音可懂度。因为维纳滤波法和其他现有算法都过多注重噪声减少,却忽略了SNR(信噪比)的估计误差和不同的语音幅度谱畸变对可懂度有更重要的影响。为改进这些缺点,此研究依据于先验SNR和增益函数来判定SNR估计误差和语音畸变区域,然后对先验SNR小于-10 d B区域的增益函数进行修正,以及幅度谱畸变大于6.02 d B区域语音进行限制。实验证明,该算法能有效提升增强后语音可懂度NCM(归一化协方差方法)的评测值。     

基于MMSE维纳滤波语音增强方法研究与Matlab实现

提出一种基于最小均方误差估计维纳滤波器的设计方法与Matlab实现。通过使用莱文森-德宾算法求解维纳-霍夫方程(Yule-walker方程),得到滤波器系数进行维纳滤波。加载Matlab中的语音数据handel,人为地加入高斯白噪声,分别计算加入噪声后信号的自相关Rxx和加入噪声后信号和理想信号的互相关Rxd。在输出端将信号较为精确地重现出来,而噪声却受到最大抑制。实测数据的处理结果证明经过维纳滤波后语音信号的噪声减弱,信噪比提高,较好地改进了语音信号质量。     

一种改进的图像增强算法及其应用

为改进图像增强算法,使之更适合医学领域图片的处理,采用了粗糙集的上逼近和下逼近思想,将图像分为物体区和背景区,使用不同的函数进行增强,进而提出了一种改进的基于粗糙集的增强算法,并首次应用于医学图像处理领域.实验结果显示改进的基于粗糙集的增强效果优于直方图均衡化方法.     

波形编辑语音合成技术及在汉语TTS中的应用

本文介绍了近几年迅速发展的基于波形编辑的语音合成技术。文中简介了它的研究内容、基本算法，还介绍了用波形编辑方法实现的汉语文－语转换系统。     

基于正弦模型的语音频域参数编码

本文提出了一种基于正弦模型的语音编码技术，通过对语音频率，幅值和相位参数的分析处理，合成高质量的语音。在编码处理过程中，我们应用了语音叠加技术和频迹跟踪技术，以提高合成语音清晰度，实验结果表明，谝编码方式具有很好的顽健性，适合于不同来语的信号，使如带背景音乐的语音。