复杂环境下语音增强算法研究与实现

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1、学校代号10532学号S150900756分类号TN912.3密级公开硕士学位论文复杂环境下语音增强算法研究与实现学位申请人姓名：余旭培养单位：电气与信息工程学院导师姓名及职称：马子骥高级工程师学科专业：电子科学与技术研究方向：语音、图像信息处理技术论文提交日期：2018年4月15日学校代号：10532学号：S150900756密级：公开湖南大学硕士学位论文复杂环境下语音增强算法研究与实现学位申请人姓名：余旭导师姓名及职称：马子骥高级工程师培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电子科学与技术论文提交日期：2018年4月15日论文答辩日期：2018

2、年5月21日答辩委员会主席：黎福海教授TheresearchandimplementationofspeechenhancementalgorithmsundercomplexconditionsbyYUXuB.E.(HunanUniversityofArtsandScience)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinElectronicScienceandTechnologyintheGraduateSch

3、oolofHunanUniversitySupervisorSeniorengineerMAZijiApril,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构

4、送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书。2．不保密□。(请在以上相应方框内打”√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I硕士学位论文摘要随着科技的发展，语音增强在车载系统、电话视频会议、助听器、智能家电及人工智能等领域中具有重要的应用前景。在现实生活中，由于噪声的存在，语音信号会被不同的噪声干扰和污染，使得语音质量较差。所以，需要可以对含噪语音信号进行相

5、应降噪处理。语音增强技术，能够抑制噪声的影响，改进语音质量，提高语音可懂度与清晰度。在含有多样性噪声源和环境混响的复杂环境下，采用麦克风阵列和语音增强相结合的技术，能够更好地降低噪声影响。本文基于复杂环境下，对语音增强算法进行了分析和研究，主要工作如下：（1）对广义旁瓣相消器（GeneralizedSidelobeCanceller,GSC）语音增强算法进行了分析和研究。GSC语音增强算法是经典的波束形成算法，GSC结构简单，便于实现。（2）对传递函数广义旁瓣相消器（TransferFunctionGeneralizedSidelobeCance

6、ller,TF-GSC）语音增强算法进行了分析和研究。TF-GSC语音增强算法在GSC语音增强算法的基础上，利用传递函数系数比重新构建阻塞矩阵和固定波束形成器，与GSC语音增强算法相比，TF-GSC语音增强算法提高了系统对声学环境的适应性。（3）对卷积传递函数广义旁瓣相消器（ConvolutiveTransferFunctionGeneralizedSidelobeCanceller,CTF-GSC）语音增强算法进行了研究和改进。CTF-GSC语音增强算法是以传统GSC语音增强算法为基础，用CTF近似形式代替TF-GSC语音增强算法中相乘传递函数

7、（MultiplicativeTransferFunction,MTF）近似形式，考虑不同频率之间的相互干扰，使用各个麦克风之间的相对传递函数的比例系数对阻塞矩阵和固定波束形成器进行新的构造，利用在频域的CTF形式建立了新的阵列信号传递函数模型。CTF近似形式比MTF近似形式估算更加的准确和更少的限制要求，进一步提高了降噪能力。CTF-GSC语音增强算法的自适应抵消器模块采用了固定步长归一化最小均方（NormalizedLeastMeanSquare,NLMS）算法。改进的CTF-GSC语音增强算法则采用（VariableStep-size-NL

8、MS,VSS-NLMS）算法来构建自适应抵消器模块。改进的VSS-NLMS算法可以进一步抑制输入语音对噪声的影响，使自适应抵消器模块具有