基于自适应波束形成的语音增强方法研究

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1、分类号：单位代码：１０１４０密级：：公开学号４０３１５３１８８４＠ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ中文题目：基于自适应波束形成的语音增强方法研究英文题目ｅｅｃｈＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＢａｓｅｄｏｎＡｄａｔｉｖｅＢｅａｍｆｏｒｍｉｎ：Ｓｐｐｇ论文作者：汪洪涛指导教师：景源副教授专业：计算机软件与理论完成时间一：二○八年五月辽宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独

2、立完成的。论文中取得的研宄成果除加以标注的内容外，不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均己在文中进行了标注。本人完全意识到本声明的法律，并表示谢意结果由本人承担。学位论文作者签名＞。年工月日：？ｍ為丨Ｙ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学可以

3、将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。学校须按照。授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。（保密：请在括号保密（），在年后解密适用本授权书“十内划）—指导教师签名授权人签名：元ｙ？、為：＞丨月曰日期：年ｒ月日日期％年ｙ＾申请辽宁大学硕士学位论文基于自适应波束形成的语音增强方法研究SpeechEnhancementBasedonAdaptiveBeamforming作者：汪洪涛指导教师：景源副教授专

4、业：计算机软件与理论答辩日期：2018年5月25日二○一八年五月·中国辽宁摘要摘要语音信号在复杂的声学环境下不可避免地会受到噪声的干扰，造成语音信号质量下降，可懂度降低。因此，需要进行语音增强。在原始语音增强方法中，在去掉噪声的同时，也将目标信号过滤，严重降低了语音处理系统的性能。随着技术的发展，麦克风阵列提供了高效的语音处理性能。麦克风阵列利用空间信息先进行声源定位，再利用波束形成算法对其他方向的信号进行抑制，最大效率的接收目标方向的语音信号来实现语音增强。因此，本文包含两个方面,分别是声源定位算法和波束形成算法。针对可

5、控响应功率相位变换声源定位算法运算量庞大和自适应波束形成中参数选取缺乏实用性问题，本文以麦克风阵列为辅助设备，提出了改进的可控响应功率相位变换算法和变步长最小均方自适应波束形成算法。本文主要内容如下：首先，对声源定位和波束形成算法相关理论进行阐述；叙述了声源定位的分类，并简要介绍了一些经典的波束形成算法。其次，提出了改进的可控响应功率相位变换声源定位算法。先将对定位没有贡献的自相关功率谱去掉，降低算法的运算量，然后采取一种新的由粗到精的搜索策略，优化算法的性能，最后通过对比改进前后算法在准确率、最小均方根误差等方面的性能，

6、验证了改进后的算法具有更好的性能。再次，提出了变步长最小均方自适应波束形成算法。针对最小均方算法中，选取固定的参数的问题，在实际应用中缺乏实用性。根据参数与误差满足函数关系，提出变参数的方法，解决了固定参数的问题，使算法收敛速度加快，并在稳态误差上具有更好的表现。最后，通过实验验证了改进后的声源定位算法具有更好的鲁棒性，定位性能更好。而在波束形成方面，改进后的变步长最小均方算法收敛速度更快，在自适应波束形成中，通过对语音信号的质量分别进行主观和客观评价，验证了改进后的算法语音增强效果更明显。关键词：麦克风阵列，声源定位，鲁

7、棒性，波束形成，语音增强IAbstractABSTRACTThespeechsignalinevitablysuffersfromnoiseinacomplexacousticenvironment,resultinginadecreaseinspeechsignalqualityandintelligibility.Therefore,speechenhancementisrequired.Intheoriginalspeechenhancementmethod,thetargetsignalisfilteredwhil

8、enoiseisremoved,whichseverelydegradestheperformanceofthespeechprocessingsystem.Withthedevelopmentoftechnology,microphonearraysprovideefficientvoiceproce