基于NMF的MCLP语音去混响方法研究

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1、分类号密级ＵＤＣ单位代码１０１５４＇辽宁工业大学硕士学位论文基于ＮＭＦ的ＭＣＬＰ语音去混响方法研究专业：通信与信息系统研究生：何冲指导教师：王冬霞教授二〇一八年三月辽宁工业大学硕士学位论文基于NMF的MCLP语音去混响方法研究专业:通信与信息系统研究生:何冲指导教师:王冬霞教授辽宁工业大学电子与信息工程学院二〇一八年三月MasterThesisResearchonSpeechDereverberationBasedonMCLPUsingNMFSpeciality:CommunicationandInformationSystemsCandidate:HEC

2、hongSupervisor:ProfessorWANGDong-xiaLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2018独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研，宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得辽宁工业大学或其他教一育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所作的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研宄生签名：仰年月曰成Ｚ５关于论文使用授权的说明

3、木人完全了解辽宁工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有？权保留送交的复印权，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研宄生签名：巧导师签名：年月曰％丨／％摘要麦克风阵列作为一种语音采集装置，其广泛应用于电话会议、演讲厅和助听器等封闭环境时，由于室内混响、噪声等因素的影响，很难获得高音质的语音信号。为此学者们展开了一系列针对室内混响、噪声等影响因素的语音增强方法研究。语音去混响技术作为语音增强的重要组成部分，它在语音识别、声源定位和地震数据分析等各个方面同样发挥着

4、不可替代的作用，因此，开展封闭环境下语音去混响研究具有重要的理论意义和现实价值。论文对混响的产生、混响表征、混响数学模型等基本理论知识进行系统地阐述，并对当前主要的语音去混响方法进行了详细的描述；最后，在此基础上，展开对实际封闭声学环境下多通道语音去混响方法的研究。麦克风阵列采集到的混响语音信号通常分为三部分：直达语音部分、早期反射部分和后期混响部分。由于混响早期反射部分对于提高语音的音质有益，而后期混响部分产生的掩蔽效应会严重降低语音清晰度、音质，所以去混响方法通常将直达语音部分和早期反射部分作为目标信号进行重构。在论文中，主要对基于多通道线性预测（MCLP）的去混响方法进行了深入的探讨和

5、研究，并在MCLP去混响理论的基础上进行改进处理以达到进一步提高语音去混响性能的目的。原MCLP方法中通常直接用阵列采集信号对目标信号协方差进行初始化，为了研究协方差对MCLP方法的影响，论文提出了一种基于相干扩散功率比（CDR）的协方差初始化方案。另外，纯净语音的短时傅里叶变换系数具有一定的稀疏性且大于混响语音信号的短时系数稀疏特性，因此可以通过提高输出信号的稀疏性来产生一个逼近于期望信号的信号作为最终的输出信号。论文利用纯净语音信号的短时系数稀疏特性及其NMF的分解特性，提出将NMF应用到一种基于复广义高斯先验模型（CGG）的MCLP去混响方法中。仿真实验结果表明，在相同条件下，两种改进

6、的方法比常规的MCLP去混响方法具有更好的去混响效果。关键词：封闭环境；去混响；MCLP；CGG；CDR；非负矩阵分解IAbstractAsakindofvoiceacquisitiondevice,microphonearrayiswidelyusedinthefollowingaspects,suchasteleconferencing,theconferencerooms,andhearingaidsandsooninarelativelyclosedacousticenvironment.Becauseoftheinfluenceofreverberationandnoise,iti

7、sdifficulttoobtainhighqualityspeechsignal.Forthisreason,aseriesofrelatedfieldtestsandresearchesonspeechenhancementmethodinrecentyearshavebeencarriedouttodealwiththeundesirablefactorssuchasreverberationandno