基于传声器阵列的语音增强技术

介绍了几种传声器阵列语音增强算法,包括固定波束形成、自适应波束形成、传声器阵后维纳滤波,并对各算法的性能和特点进行了分析。同时,对近几年基于传声器阵的语音增强技术的发展趋势进行了简单介绍。     

基于传声器阵列超增益波束形成的语音增强--频域方法

提出了一种在频域实现的基于传声器阵列超增益波束形成的语音增强方法。该方法利用小孔径线列阵端射方向具有超增益的特性,针对均匀噪声场,设计出相应的超增益权,形成超增益波束。基于超增益波束形成的输出相对常规处理,可大幅度提高信噪比。仿真了间距为0.05m的5元均匀线性传声器阵列接收到的端射方向带噪线性调频信号和语音信号,并进行超增益处理,获得12dB左右的阵增益,从而表明超增益传声器阵列具有优越的性能。     

基于传声器阵列语音增强方法研究

传声器阵列通过对拾取的多路语音信号进行分析与处理,能取得改进语音质量、消除背景噪声和提高语音可懂度等明显效果,现已成为语音信号增强的一个重要的研究领域。介绍了基于传声器阵列的自适应波束形成方法,该方法采用GSC结构基于TF-GSC的最优后置滤波算法。仿真实验结果表明,该自适应波束形成器对干扰有很好的消除作用,对阵元的增益误差、位置误差不敏感,可以取得较好的语音增强效果。     

数字摄像机自动聚焦机械噪声消除方法研究

数字摄像机的摄像头在缩放时产生较大声噪,回放时主观听觉十分明显,因此需要研究一种高质量语音降噪算法,用于消除机械声噪,同时避免产生语音畸变。通过分析传声器阵列及带噪声源的数学模型,构建了一套基于传声器阵列的语音降噪系统,针对机械噪声的统计特性,利用最小方差无畸变响应波束形成法对非注视方向的噪声进行滤波,采用子带后处理法进一步降噪。该算法在保证稳定性的前提下降低了语音降噪处理的复杂度并提高信噪比;提出一种新的单通道维纳滤波函数,降低了信号低频部分的畸变。实验语音数据均在普通会议室采集,新的增强算法增益为16dB,主观听觉可懂度较好。实验结果证明,该系统可作为理想的语音降噪设备应用于摄像机录制过程中。     

基于小波变换的后置自适应滤波传声器阵列的语音增强

提出了一种将传统后置自适应滤波技术和小波变换技术相结合的传声器阵列语音增强方法。首先利用传统的延时-累加波束形成技术获取目标语音,并采用后置自适应维纳滤波器来估计原始语音,然后再使用小波变换分解与重构技术进一步去除噪声。经计算机仿真,表明当系统输入信噪比为0.11dB时,输出信噪比提高近6.28dB。     

基于特征空间逼近的传声器阵列语音信号增强

对现有的基于自动波束形成的传声器阵列语音信号增强算法提出了改进,将各传声器采集到的信号利用ABF(自适应波束形成)进行延时补偿并求和,消除信号中弱相干和不相干噪声;再利用特征空间逼近的方法进一步去除残留的噪声。将一种定阶方法应用到基于特征空间分解的语音信号增强中,利用其“最大稳定”原理,使得有效信号模型的阶数尽可能不受原始信号信噪比的影响,消除了传统定阶过程中的随意性和不稳定性。仿真结果表明:把自适应波束形成技术和特征空间逼近的方法结合起来,能够取得良好的去噪效果。     

基于传声器阵列超增益波束形成的语音增强--时域方法

给出了传声器阵列宽带超增益波束形成的时域实现方法。在该方法中,传声器阵列各个阵元输出的语音信号先经过数字延迟线,实现整数倍采样间隔的时延补偿,然后由FIR数字滤波器来模拟超增益波束形成所需的不同频率上不同的幅度和相位加权,最后再把FIR数字滤波器的输出相加即得到时域宽带波束输出。仿真了间距为0.05m的5元均匀线性传声器阵列接收到的端射方向带噪线性调频信号和语音信号,并进行时域宽带超增益处理。仿真结果表明,超增益处理比常规处理的阵增益高8.2dB左右,且具有良好的语音增强效果。     

数字摄像机自动聚集机械噪声消除方法研究

数字摄像机的摄像头在缩放时产生较大声噪,回放时主观听觉十分明显,因此需要研究一种高质量语音降噪算法,用于消除机械声噪,同时避免产生语音畸变.通过分析传声器阵列及带噪声源的数学模型,构建了一套基于传声器阵列的语音降噪系统,针对机械噪声的统计特性,利用最小方差无畸变响应波束形成法对非注视方向的噪声进行滤波,采用子带后处理法...     

传声器阵列恒定束宽波束形成

介绍了基于传声器线性阵列的常规相移-时延波束形成理论,分析了线性传声器阵列的指向性以及影响其指向性的因素,并对其空间增益进行了定性分析;提出了一种基于传声器阵列的宽带自适应恒定束宽波束形成方法,在整个工作频带内波束宽度基本保持大致相等,可有效抑制因波束形成带来的音色畸变;给出了相应的波束形成仿真结果。     

基于盲波束形成的麦克风阵列语音增强方法

考虑到语音信号方向向量估计误差对传统波束形成语音增强性能的影响,该文提出一种盲波束形成语音增强方法。由于采用阵列四阶互累积量和线性约束最小方差波束形成器相结合,使得该方法对语音信号方向向量误差具有一定韧性。此外,采用多通道后置滤波去除盲波束形成器输出端的残留噪声。仿真结果表明,在语音信号波达方向等先验信息未知的情况下,该文提出的盲波束形成语音增强方法仍具有较好的噪声抑制性能。