駕駛環(huán)境下的麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)算法研究.pdf

1、隨著科技的快速發(fā)展，智能駕駛輔助系統(tǒng)在汽車車輛上得到了廣泛應(yīng)用，包括便攜式導(dǎo)航儀、智能后視鏡、娛樂控制系統(tǒng)等。目前絕大多數(shù)車載控制系統(tǒng)都是通過按鍵、旋鈕、觸摸屏等接觸式操作來實(shí)現(xiàn)控制功能，這些手動操作會分散汽車駕駛員的注意力，帶來安全隱患，因此通過聲控語音技術(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互是近年來的重要研究方向之一。但是駕駛環(huán)境中充斥著各種噪聲，現(xiàn)有的語音識別技術(shù)在噪聲污染下很難達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求，因此駕駛環(huán)境下語音增強(qiáng)技術(shù)的研究具有重要意義。本文研究了

2、駕駛環(huán)境下的麥克風(fēng)陣列語音增強(qiáng)算法，論文的主要工作如下:
　　1.本文分析了語音信號和駕駛環(huán)境下汽車噪聲信號的特性;相對于駕駛員語音，汽車噪聲的能量集中在較低的頻域內(nèi)，因此論文提出噪聲消除的優(yōu)化算法，首先在輸入端對信號進(jìn)行低頻抑制預(yù)處理，以提高輸入端接收信號的信噪比，然后通過引入幅度譜裁剪算法，對輸入帶噪語音進(jìn)行幅度譜調(diào)整，提高語音存在處與噪聲段的相對信噪比比值，使語音部分更加突出，最后進(jìn)行不同通道之間的信號時(shí)延估計(jì)，從而提高時(shí)間

3、估計(jì)的精度。
　　2.本文針對駕駛環(huán)境中駕駛員距離麥克風(fēng)陣列距離較近的實(shí)際情況，結(jié)合近場信號傳播模型，對廣義旁瓣抵消算法(Generalized Sidelobe Canceller,GSC)進(jìn)行了優(yōu)化。融合近場聲源位置信息對輔助通道的阻塞矩陣進(jìn)行改進(jìn)，在噪聲估計(jì)過程中對相鄰?fù)ǖ佬盘栆敕妊a(bǔ)償，并且利用邏輯回歸函數(shù)控制噪聲增益。改進(jìn)后的算法有效地減少了目標(biāo)語音信號的泄漏。
　　3.本文針對廣義旁瓣抵消算法在弱相干噪聲抑制能

4、力上存在的不足，提出了優(yōu)化方案。對帶噪信號進(jìn)行廣義旁瓣抵消語音增強(qiáng)后，通過單通道的多頻帶譜減算法進(jìn)行語音增強(qiáng)，將多通道語音增強(qiáng)算法與單通道語音增強(qiáng)算法相結(jié)合，從而提高算法對不同種類噪聲的抑制能力。最后采用長時(shí)譜信息靜音檢測方法(Long-term Spectral Divergence，LTSD)對目標(biāo)語音指令進(jìn)行提取。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文算法能夠適用于駕駛環(huán)境下的語音增強(qiáng)，與現(xiàn)有算法相比，在信噪比與語音質(zhì)量等方面均有較大提高