语音信号去混响研究

摘要

在会议室、体育馆等较为封闭的地点，当声源与接收器间隔较远时，过强的混响会对语音信号的音质产生负面影响，令语音听不清楚，无法分辨。因此，语音信号去混响就变得十分重要，尤其对通信、助听系统和电话会议等有着极为重要的意义。 本文的主要工作包含这几个方面：首先介绍了语音信号的理论知识，包括语音信号数学模型、短时分析、处理方法、线性预测分析和短时合成等。接着阐述了混响的产生原理、混响时间、混响模型、混响特征和各种去混响方法，叙述了去混响技术的应用领域和发展前景；介绍了去混响的评价方法，其中有三种客观评价指标和两种主观评价指标。然后又论述了同态处理的基本理论以及复倒谱的概念，包括复倒谱的性质和计算方法，其中有最小相位法和递归法，设计复倒谱域滤波器，实现语音信号去混响。由于单通道去混响技术有很多缺陷，难以获得出色的去混响效果。因此，本文继续研究了麦克风阵列去混响，研究了麦克风阵列的基本概念，分析了人耳感知特性，介绍了阵列信号系统模型、麦克风远场模型和近场模型的区别，阐述了各种语音增强方法，包括固定波束形成方法、自适应波束形成方法、后置滤波方法、子空间方法等。并针对固定波束形成方法，深入分析了时延估计的各种方式。 将固定波束形成方法与复倒谱去混响理论相结合，进行仿真研究，与复倒谱和固定波束形成方法进行对比，发现这种方法取得了更好的去混响效果。

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