基于微麦克风阵列的声学回声消除算法研究及软件仿真

论文摘要

车载蓝牙免提通讯设备在人们日常生活中的应用越来越广泛，但背景干扰噪声及空间声学回声是免提通讯系统面临的主要问题，因此自适应语音增强技术和自适应声学回声消除技术成为了免提通信系统中非常重要的两个部分，它们的主要作用是消除背景干扰噪声和不希望被听到的空间声学回声，以提高语音通讯质量和通讯舒适度。所以自适应语音增强技术和自适应声学回声消除技术在VOIP（voice over internet protocol）、免提电话、电话会议上面有广泛的应用。本论文正是针对上述应用，以双声道语音增强和单声道声学回声消除算法为主要的研究对象，在深入分析微小型麦克风阵列的噪声消除和单声道自适应声学回声消除算法的基础上，对软件算法和工程实现作了创新性和探索性研究。论文第一章是引言，首先阐述了本次研究的背景及意义，介绍了自适应语音增强技术及自适应声学回声消除技术的历史发展及现状。第二章，首先介绍了自适应语音增强的原理，在第三节着重分析了主流的自适应语音增强技术的原理及算法实现，并采用了MATLAB进行实验仿真，最后分析了这几种自适应语音增强技术的效果。第三章，首先介绍了声学回声的基本概念，接着，主要研究了自适应声学回声消除的算法原理，包括自适应声学回声消除、双端谈话分析等内容。完整的自适应声学回声消除，还要包含舒适噪声的添加以及噪声消除部分，这两部分也在本章节中被研究和讨论。最后，采用MATLAB和C代码仿真，对自适应声学回声消除、舒适噪声和噪声消除的效果进行了仿真验证和分析。第四章，介绍了自适应声学回声消除实现的软件环境和硬件环境，以及列出了最终代码的基本流程和代码实例，并在实际车内环境对自适应声学回声消除及噪声消除的效果进行了测试，最后根据测试结果对自适应声学回声消除效果进行了统计分析。最后，对本次论文研究工作进行了总结，概要总结了本次研究的主要内容及取得的成果，并对需进一步研究的问题进行讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 语音增强技术概述及历史
• 1.3 自适应声学回声消除的历史及现状
• 1.4 论文的内容安排
• 第二章 双声道自适应语音增强
• 2.1 基础介绍
• 2.2 语音信号增强技术
• 2.2.1 声学环境和信号特征
• 2.2.2 语音信号增强技术概述
• 2.3 语音信号增强算法实现
• 2.4 仿真实验
• 2.4.1 自适应滤波器
• 2.4.2 谱减法
• 2.4.3 后置滤波器法
• 2.4.4 基于相位差滤波器法
• 2.5 语音品质评价
• 2.6 小结
• 第三章 单声道自适应回声消除
• 3.1 基础介绍
• 3.2 声学回声
• 3.3 声学回声消除介绍
• 3.3.1 LMS 算法
• 3.3.2 NLMS 算法
• 3.4 双端通话侦测
• 3.5 仿真实验
• 3.6 小结
• 第四章 自适应回声消除的实现
• 4.1 介绍
• 4.2 自适应回声消除代码实现
• 4.2.1 软件环境
• 4.2.2 代码流程
• 4.2.3 仿真结果
• 4.2.4 硬件环境
• 4.2.5 实际车载测试
• 4.3 小结
• 第五章 结论和展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 后续展望
• 致谢
• 参考文献