基于自適應(yīng)波束形成的語音增強(qiáng)方法研究

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1、分類號：單位代碼：１０１４０密級：：公開學(xué)號４０３１５３１８８４＠ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ碩士學(xué)位論文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ中文題目：基于自適應(yīng)波束形成的語音增強(qiáng)方法研究英文題目ｅｅｃｈＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＢａｓｅｄｏｎＡｄａｔｉｖｅＢｅａｍｆｏｒｍｉｎ：Ｓｐｐｇ論文作者：汪洪濤指導(dǎo)教師：景源副教授專業(yè)：計(jì)算機(jī)軟件與理論完成時間一：二○八年五月遼寧大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)

2、立完成的。論文中取得的研宄成果除加以標(biāo)注的內(nèi)容外，不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，不包含本人為獲得其他學(xué)位而使用過的成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均己在文中進(jìn)行了標(biāo)注。本人完全意識到本聲明的法律，并表示謝意結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名＞。年工月日：？ｍ為丨Ｙ學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的原件、復(fù)?。崳娂碗娮影?，允許學(xué)位論文被查閱和借閱。本人授權(quán)遼寧大學(xué)可以

3、將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。學(xué)校須按照。授權(quán)對學(xué)位論文進(jìn)行管理，不得超越授權(quán)對學(xué)位論文進(jìn)行任意處理。（保密：請?jiān)诶ㄌ枺崳姳Ｃ埽ǎ?，在年后解密適用本授權(quán)書“十內(nèi)劃）—指導(dǎo)教師簽名授權(quán)人簽名：元ｙ？、為：＞丨月曰日期：年ｒ月日日期％年ｙ＾申請遼寧大學(xué)碩士學(xué)位論文基于自適應(yīng)波束形成的語音增強(qiáng)方法研究SpeechEnhancementBasedonAdaptiveBeamforming作者：汪洪濤指導(dǎo)教師：景源副教授專

4、業(yè)：計(jì)算機(jī)軟件與理論答辯日期：2018年5月25日二○一八年五月·中國遼寧摘要摘要語音信號在復(fù)雜的聲學(xué)環(huán)境下不可避免地會受到噪聲的干擾，造成語音信號質(zhì)量下降，可懂度降低。因此，需要進(jìn)行語音增強(qiáng)。在原始語音增強(qiáng)方法中，在去掉噪聲的同時，也將目標(biāo)信號過濾，嚴(yán)重降低了語音處理系統(tǒng)的性能。隨著技術(shù)的發(fā)展，麥克風(fēng)陣列提供了高效的語音處理性能。麥克風(fēng)陣列利用空間信息先進(jìn)行聲源定位，再利用波束形成算法對其他方向的信號進(jìn)行抑制，最大效率的接收目標(biāo)方向的語音信號來實(shí)現(xiàn)語音增強(qiáng)。因此，本文包含兩個方面,分別是聲源定位算法和波束形成算法。針對可

5、控響應(yīng)功率相位變換聲源定位算法運(yùn)算量龐大和自適應(yīng)波束形成中參數(shù)選取缺乏實(shí)用性問題，本文以麥克風(fēng)陣列為輔助設(shè)備，提出了改進(jìn)的可控響應(yīng)功率相位變換算法和變步長最小均方自適應(yīng)波束形成算法。本文主要內(nèi)容如下：首先，對聲源定位和波束形成算法相關(guān)理論進(jìn)行闡述；敘述了聲源定位的分類，并簡要介紹了一些經(jīng)典的波束形成算法。其次，提出了改進(jìn)的可控響應(yīng)功率相位變換聲源定位算法。先將對定位沒有貢獻(xiàn)的自相關(guān)功率譜去掉，降低算法的運(yùn)算量，然后采取一種新的由粗到精的搜索策略，優(yōu)化算法的性能，最后通過對比改進(jìn)前后算法在準(zhǔn)確率、最小均方根誤差等方面的性能，

6、驗(yàn)證了改進(jìn)后的算法具有更好的性能。再次，提出了變步長最小均方自適應(yīng)波束形成算法。針對最小均方算法中，選取固定的參數(shù)的問題，在實(shí)際應(yīng)用中缺乏實(shí)用性。根據(jù)參數(shù)與誤差滿足函數(shù)關(guān)系，提出變參數(shù)的方法，解決了固定參數(shù)的問題，使算法收斂速度加快，并在穩(wěn)態(tài)誤差上具有更好的表現(xiàn)。最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)后的聲源定位算法具有更好的魯棒性，定位性能更好。而在波束形成方面，改進(jìn)后的變步長最小均方算法收斂速度更快，在自適應(yīng)波束形成中，通過對語音信號的質(zhì)量分別進(jìn)行主觀和客觀評價(jià)，驗(yàn)證了改進(jìn)后的算法語音增強(qiáng)效果更明顯。關(guān)鍵詞：麥克風(fēng)陣列，聲源定位，魯

7、棒性，波束形成，語音增強(qiáng)IAbstractABSTRACTThespeechsignalinevitablysuffersfromnoiseinacomplexacousticenvironment,resultinginadecreaseinspeechsignalqualityandintelligibility.Therefore,speechenhancementisrequired.Intheoriginalspeechenhancementmethod,thetargetsignalisfilteredwhil

8、enoiseisremoved,whichseverelydegradestheperformanceofthespeechprocessingsystem.Withthedevelopmentoftechnology,microphonearraysprovideefficientvoiceproce