广播音频插播监测系统研究

摘要

无线电广播是一种重要的舆论载体,随着相关技术的发展和普及,对无线电资源的需求越来越大,需要有效的手段对其进行监管,以确保无线电广播的播出安全。无线电广播监测是一个涵盖范围很广的交叉学科,根据不同需要,可以运用不同的技术,本文主要是针对人为的非法信号插播干扰,不仅要对其进行甄别,还要为采取进一步措施做好准备。因此本文的研究内容主要涉及数字信号处理技术、无线电技术、说话人识别技术等等。计算机软硬件技术的发展,使通过软硬件结合的方式实现这些功能成为可能。本篇论文基于此背景提出一种广播监测系统的整体构想,并对其中使用的关键技术进行了研究,主要包括以下内容： (1)了解无线电广播相关技术,针对非法信号插播的特点,根据所提供的系统硬件基础,初步提出了一个基于C/S结构的无线电广播监测系统框架,框架包括若干个基于单片机的监测终端和基于高性能PC的服务器,然后对系统的运行环境、功能模块和执行流程进行初步分析。 (2)在学习语音信号数字处理相关知识的基础上,考虑到语音信号特点、系统实时性要求以及硬件条件的限制,提出一种在监测终端上执行的简单快速的信号相似度对比算法,该算法通过语音信号的宏观特征,包括所包含的音节个数、位置、形状等对正常广播信号和可能的非法信号进行相似度对比,并初步判断信号来源是否一致,如不一致则向服务器端报警。该方法与其他可用于信号相似度比较的算法相比,复杂性明显降低,能够适应苛刻的硬件环境和系统的实时性需求,并且实验证明,在噪音较小、发音较清晰的情况下具有较好的正确率。 (3)对语音识别相关技术进行初步研究,主要包括端点检测、特征提取、数学建模,以及说话人识别的原理和应用等。为实现服务器端对非法广播语音的深入分析,选择合适的技术方案。其中,特征参数选用美尔频率倒谱系数,建模方法选择高斯混合模型,实验证明,这些方法可以很好地满足系统需要。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景与意义

1.2相关技术概述

1.2.1无线电监测技术

1.2.2信号相似度比较

1.2.3语音识别技术

1.3论文结构安排

第2章语音信号数字处理基础

2.1语音信号介绍

2.2语音信号基本处理方法

2.3语音识别预处理

2.3.1语音识别单元选取

2.3.2语音的端点检测

2.4语音识别特征参数选取

2.4.1基于线性预测倒谱系数的特征提取

2.4.2基于美尔频率倒谱系数的特征提取

2.5语音识别数学建模

2.5.1模板匹配法与动态时间规整

2.5.2矢量量化

2.5.3隐马尔科夫模型

2.5.4高斯混合模型

2.5.5人工神经网络

2.6本章小结

第3章广播音频插播监测系统总体设计

3.1系统总体结构

3.2系统功能设计

3.2.1服务器端结构与功能

3.2.2监测终端结构与功能

3.3本章小结

第4章监测终端关键技术研究

4.1信号强度监测数据采集与分析

4.2语音信号快速对比算法

4.2.1算法的提出

4.2.2算法流程与实现

4.2.3对算法的讨论

4.3本章小结

第5章服务器端关键技术研究

5.1说话人识别技术原理

5.1.1说话人识别基本原理

5.1.2说话人识别分类

5.1.3说话人识别特征参数选取及评价方法

5.2说话人识别主要方法

5.2.1基于矢量量化的说话人识别

5.2.2基于高斯混合模型的说话人识别

5.3说话人识别在监测系统中的应用

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢