基于GSC与谱减法的麦克风阵列语音增强方法

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1、第32卷第5期2015年10月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV．01．32NO．5Oct．2015基于GSC与谱减法的麦文章编号：2095—1248(2015)05-0080一06克风阵列语音增强方法于春和，苏龙(沈阳航空航天大学电子信息工程学院，沈阳110136)摘要：广义旁瓣抵消器(GSC)算法是目前广泛使用的一种麦克风阵列语音增强方法，但在自适应抵消模块中不可避免地存在语音抵消，且对非相干噪声的消噪能力很弱。针对GSC消噪能力弱，存在残留背景噪声的问题，提出了一种基于改进GSC与谱减法的麦克风语音增强方法。该方法改进了

2、广义旁瓣抵消器结构中的自适应算法，将固定步长值变为可调步长值，避免了固定步长选择过大或过小带来的语音抵消或语音消噪不足的问题。后续与谱减法相结合，去除残留噪声获得更加纯净的语音。实验仿真表明，该方法可有效抑制残留背景噪声的影响，提高语音的性噪比及可懂度。关键词：麦克风阵列；广义旁瓣抵消器；谱减法；语音增强中图分类号：TP912．3文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2015．05．012SpeechenhancementmethodbasedontheGSCandspectralsubtractionformicrophonearrayYUChun—

3、he，SULong(CollegeofElectronicInformationEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China)Abstract：GeneralizedSidelobeCanceller(GSC)algorithmisawidelyusedmicrophonearrayspeechen—hancementmethod，butthereisinevitablyspeechoffsetinadaptivenoisecancellationmodule，andGSC7Snoisecancellation

4、capabilityagainstnon—coherentnoiseisweak．Withparticularreferencetotheweaknessandthepresenceofresidualbackgroundnoise，thispaperproposedacombinationofGSCandspectralsub—tractionspeechenhancementmethod．Inthismethod，theadaptivealgorithminthestructureofthegeneral—izedsidelobecancellationwasimproved，an

5、dthefixedstepsizewaschangedintoavariablestepsizetoavoidtoolargeortoosmallfixedstepsize，whichbringsproblemsofspeechoffsetorinadequatespeechnoisecancellation．Combinedwithspectralsubtraction，themethodremovestheresidualnoisetoobtainapurervoice．Thesimulationresultsshowthatthismethodcaneffectivelysupp

6、resstheinfluenceoftheresidualbackgroundnoiseandimprovespeech·noiseratioandintelligibilityofspeech．Keywords：microphonearray；GSC；spectralsubtraction；speechenhancement在复杂的声学环境中，各种各样的干扰噪声会严重影响期望语音信号的获取，致使获得的语音信号不再是纯净的语音信号。而如果干扰噪声太大，通过麦克风采集的信号往往模糊不清，影响了语音的可懂度。采用单麦克风的语音增强系统也难以获得令人满意的增强效果，因此二十世纪收稿日期：20

7、15—07—08作者简介：于春和(1976一)，男，辽宁沈阳人，副教授，主要研究方向：信号获取与处理，E-mail：2643909528@qq．com。第5期于春和，等：基于GSC与谱减法的麦克风阵列语音增强方法81八十年代麦克风阵列语音增强技术应运而生。和单孤立麦克风增强方法相比，麦克风阵列利用了目标信号，噪声和干扰的空间信息，增强了期望方向的信号，抑制了其他方向的信号，所以能提供更好的增强效果¨J。目前麦克风阵列语音增强方法大体上可以分为三