麦克风阵列声源定位和语言增强技术研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位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。然褥，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，对来崮不同方向的信号进行空时处理，将有利于自动跟踪谎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

2、的传统的阵烈信号处理理论邑菲常完善，很多用于阵列信号处理兹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浅发，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。由声源定位得到豹信息，介绍了延迟叠加波秉形成韵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

3、，验证了以上算法的有效性。关键词：麦克风阵列；声源定位；语音增强；MUSIC算法；近场哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTAstraditionalsoundpickinguptool，singlemicrophoneisnotcompetentfornoiseprocessing，speechsourcelocalizationandtracking，soundextractionandseparation，etc．，affectingthequalitiesofsoundcommunicatio

4、nseriously．Ifusingmulti-microphoneasamicrophonearray,todospace-timesignalprocessing，thesignal·—tO--noiseratioshouldbeincreasedgreatly,andtheshortagesmentionedaboveshouldbeovercome．So，theresearchaboutmicrophonearrayiSbecomingahotspotinthefieldofarraysounds

5、ignalprocessingnOWdays．MicrophonearrayCanbeemployedforacousticlocalizationandspeechenhancement,andusedinvideoconference，voicecheck,hearingaid，hand．freephoneincal-andSOon．Classicaltheoriesaboutarraysignalprocessing，appliedinthefieldofradarandsonar，aresoper

6、fectthattheycanbeusedfordealingwi也microphonearraysignalprocessingconvenientlyonlyaftersomerevision．Takethefirststepfromtheapplicationbackground，thispaperdiscussesthesourcelocalizationbasedonmicrophonearray，andanalysesthreekindsofcorrelationalgorithms．Then

7、,thisthesisiSfocusedononeofthem．allarithmeticSO-calledMUSIC，whichiSrevised·accordingtothecharacteristiesofspeechsignalastheinputofthemicrophonearray．TherevisedarithmeticCanbeappliedonlocationthespeechsourceinthenear-field。Meanwhile，anewarraysignalprocessi

8、ngalgorithm，whichisbasedontheT—shapedarraynear—fieldspeechsourcethree—dimensionlocalization，iSintroducedindetails。ItiSabletoraisetheaccuracyoflocationwhilereducingthecomputationalcomplexityofthearithmeticin谯esametim