基于波束形成法的麦克风阵列语音增强技术研究综述

随着信息技术和网络技术的快速发展，语音通信在人们日常生活中扮演着日益重要的角色，从传统的面对面交流扩展到人机交互，其质量直接影响用户体验。然而，语音通信过程中常会遭遇各种干扰，如环境噪声、设备噪声和多通道噪声等，导致语音清晰度下降，影响通信效率和满意度。因此，语音增强技术的研究显得尤为重要。 单声道语音增强技术起源于上世纪70年代，主要包括谱减法、基于统计模型的方法、子空间方法和小波变换方法。谱减法通过从含噪语音的幅度谱中减去噪声幅度谱来恢复语音，简便易行；统计模型方法利用语音和噪声的统计特性进行增强，去噪效果较好；子空间方法，如ESPRIT算法，通过构建语音和噪声的空间分解，通过去除噪声子空间达到降噪目的，对白噪声环境有效，但在实际应用中复杂度较高；小波变换方法则利用小波分析处理噪声和语音信号，具有良好的时频特性，适合处理非平稳噪声。 针对这些问题，本文聚焦于一种特定的麦克风阵列语音增强技术——波束形成法。波束形成是一种空间滤波技术，通过多个麦克风采集信号，通过精确计算和组合，形成一个指向某个特定声源方向的声波束，从而增强目标语音信号，同时抑制背景噪声。双麦克风系统作为波束形成阵列的简化形式，由于其成本低且易于部署，成为研究热点，尤其在低成本设备和实时应用中表现出广泛的优势。 基于波束形成法的麦克风阵列研究，作者陈浩在其硕士论文中深入探讨了这一技术，选择信息与通信工程作为学科背景，研究方向专注于语音与音频信号处理。论文探讨了如何设计和优化波束形成算法，以适应不同环境下的噪声抑制，并可能包括实际硬件平台上的实现细节，如噪声源定位、权值计算和抗多径效应策略。 论文的指导教师鲍长春教授对学生的研究提供了指导和支持，论文是在他的指导下完成的，并且得到了北京市自然科学基金、北京市教育委员会科研项目、高校人才强教计划、华为技术和北京工业大学研究生科技基金等项目的资助。通过这项研究，作者陈浩旨在提升麦克风阵列语音增强技术的实际性能，推动其在通信系统、智能家居、车载通信等领域中的应用。 这篇论文对于理解麦克风阵列语音增强技术在现代通信中的关键作用，以及如何通过波束形成方法有效抑制噪声，具有很高的学术价值和实践意义。通过阅读和分析这篇论文，我们可以深入了解此类技术的发展趋势，以及如何将其应用于解决实际问题，提高语音通信质量。