车载免提系统去噪声去回声的研究

论文摘要

驾驶汽车时使用手机有碍安全成为人们的共识,“通话免动手,开车更安全”就成为了人们共同努力和追求的目标,车载免提系统也应运而生,开车和通话的矛盾又促使人们寻求多种手段来实现车载免提功能,然而噪声和回声的去除问题是车载免提系统的关键问题之一,这两个问题已经逐渐成为信号处理领域的一个有意义的研究问题。本文采用串联的自适应抵消器结构,将噪声消除部分放在回声抵消部分之前,使输入麦克风的语音在回声抵消前就进行了噪声消除,有效地保证了回声抵消的稳定性。用改进的谱减法作为回声抵消器中噪声去除算法,并采用无声帧和有声帧检测的方法来实现噪声的估计,实现了噪声实时更新特性,实验结果表明噪声消除效果良好,且该算法的计算量较小,并易于实现。设计并实现了基于两矢量夹角法的近端语音检测器DTD（double talk detect）,将近端麦克风输入信号与自适应滤波器输出的估计回声信号的每一帧采样值分别作为两个矢量,实时计算两矢量的夹角,该方法判断准确,计算量适中,并且避免了其他DTD算法常有的误判情况。在回声消除部分,用本文提出了一种改进的NLMS（normalized least-mean-square）算法对回声信号进行估计,改进的NLMS算法改进了基本LMS（least-mean-square）算法收敛速度慢的缺点,保留了NLMS算法计算量小的优点,利用了回声路径稀疏性的特点,使滤波器尽量估计回声路径中非零冲击响应函数,经实验证明其收敛速度快,回声消除效果较好。由此可见,该研究方案提高了系统的通话质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 噪声消除和回声抵消的现状及发展趋势
• 1.2.1 噪声消除的现状及发展趋势
• 1.2.2 回声抵消的现状及发展趋势
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第2章 噪声消除和回声抵消的算法综述
• 2.1 自适应回声抵消器结构
• 2.1.1 主从结构
• 2.1.2 串联结构
• 2.2 噪声消除算法综述
• 2.2.1 卡尔曼滤波器噪声消除方法
• 2.2.2 原始的谱减法
• 2.3 双端通话检测算法综述
• 2.3.1 GEIGEL 算法
• 2.3.2 相关函数法
• 2.3.3 回声路径估计法
• 2.4 回声抵消算法综述
• 2.4.1 基于 LS 的回声抵消算法
• 2.4.2 基于LMS 及NLMS 的回声抵消算法
• 2.5 本章小结
• 第3章 改进的噪声消除和回声抵消算法
• 3.1 改进的串联的自适应抵消器结构
• 3.2 改进的谱减法去噪声
• 3.3 两矢量夹角法的双端语音检测算法
• 3.3.1 两矢量夹角法
• 3.3.2 两矢量夹角法的工作原理
• 3.4 改进的NLMS 算法
• 3.5 本章小结
• 第4章 仿真结果及分析
• 4.1 噪声消除算法的仿真结果及分析
• 4.2 两矢量夹角法的语音双端检测的仿真结果及分析
• 4.3 改进的NLMS 回声抵消算法仿真结果及分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢