改进的延迟-求和麦克风阵列语音增强算法研究

"这篇硕士学位论文来自西安电子科技大学，作者武素芳，导师陈健，专业为通信与信息系统，研究主题是基于延迟-求和的麦克风阵列语音增强算法。" 在语音通信、多媒体技术、办公自动化以及现代智能系统等众多领域中，语音信号常常会受到噪声、回声和其他语音干扰的影响，导致语音质量下降和处理系统性能恶化。为了解决这一问题，语音增强技术成为了一种有效的前处理手段，旨在从嘈杂的语音信号中提取出清晰的语音信息。 论文深入探讨并比较了几种经典的单通道和多通道语音增强算法。其中，麦克风阵列语音增强算法因其独特的优势而受到重点关注。延迟-求和波束形成算法在消除相干噪声方面表现出色，但对非相干噪声和音乐噪声的抑制能力较弱。因此，论文提出了一个改进的算法，该算法由三部分组成：延迟-求和波束形成、基于有/无语音检测的短时对数谱最小均方误差估计（LSA-MMSE）和后置滤波。 首先，延迟-求和波束形成通过计算不同麦克风间的信号延迟和加权求和来抑制噪声。然而，对于非相干噪声，其效果有限。为了解决这个问题，论文引入了LSA-MMSE算法，它能够改进信号估计，从而更有效地消除背景噪声。尽管如此，仍有少量非相干噪声未被完全消除。为了进一步提升噪声抑制效果，论文添加了一个后置维纳滤波器。经过MATLAB编程和仿真，验证了该改进算法的稳定性和卓越的噪声消除性能。与传统的延迟-求和波束形成系统相比，改进后的算法在处理语音时展现出更强的鲁棒性，并能提供更高的输出信噪比。 关键词：语音增强，麦克风阵列，延迟-求和，LSA-MMSE，后置滤波 这篇论文的研究成果对于提高语音通信的质量，尤其是在噪声环境中，提供了理论支持和实际应用的可能性，对麦克风阵列处理技术和语音信号处理领域有着积极的贡献。