麦克风阵列声源定位和语言增强技术研究

论文摘要

麦克风作为语音拾取的重要工具,广泛的运用于语音信号处理工作中。然而,单个麦克风在噪声处理、声源定位和跟踪,语音提取和分离等方面存在明显不足,严重影响了语音通信质量。如果使用多个麦克风组成阵列,对来自不同方向的信号进行空时处理,将有利于自动跟踪说话人的方向和位置并提高信噪比,从而弥补上述不足。因此,麦克风阵列系统已经成为当前阵列语音信号处理研究的一个热点。基于麦克风阵列的声源定位及语音增强技术在视频会议、声音检测、助听器、车载免提电话等领域有重要的应用价值。而应用于雷达声纳领域的传统的阵列信号处理理论已非常完善,很多用于阵列信号处理的算法加以修改就可以用于麦克风阵列当中。本文首先从上述应用背景出发,讨论了基于麦克风阵列的声源定位技术,分析了三大类实现声源定位的算法。之后,根据阵列信号处理中的MUSIC算法为原型,按照语音信号自身的特点,将该算法进行改进,改进后的算法可以应用于近场的声源定位。并在此基础上介绍了一种基于T型阵的三维定位方法,提高了定位精度且降低了计算复杂度。由声源定位得到的信息,介绍了延迟叠加波束形成和广义旁瓣对消两种语音增强方法。最后,通过声源定位和语音增强实验,验证了以上算法的有效性。

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