面向?qū)崟r(shí)處理的自適應(yīng)聲學(xué)語(yǔ)音信號(hào)處理.pdf

1、論文針對(duì)自適應(yīng)聲學(xué)語(yǔ)音信號(hào)處理中的兩大熱點(diǎn)研究問(wèn)題一自適應(yīng)聲回波對(duì)消(AEC)和卷積混合語(yǔ)音盲信號(hào)分離(BSS)，基于實(shí)時(shí)處理考慮，進(jìn)行了全面而深入的研究。自適應(yīng)聲回波對(duì)消和卷積混合語(yǔ)音盲信號(hào)分離所面臨的處理對(duì)象是非平穩(wěn)的自相關(guān)性極強(qiáng)的語(yǔ)音信號(hào)，且描述傳播語(yǔ)音信號(hào)的聲學(xué)閉合空間的沖激響應(yīng)通常長(zhǎng)達(dá)數(shù)百毫秒。待處理信號(hào)的特性以及聲學(xué)通道的特性成為自適應(yīng)聲回波對(duì)消和卷積混合語(yǔ)音盲信號(hào)分離進(jìn)入實(shí)用化的巨大障礙。一方面，我們必須研究具有高性能的自

2、適應(yīng)算法來(lái)達(dá)到聲回波對(duì)消和卷積混合盲分離的目的；另一方面，為了實(shí)時(shí)處理的目的，我們還必須盡量降低算法的計(jì)算復(fù)雜度。更為實(shí)際的是，以上兩個(gè)應(yīng)用所面臨的聲學(xué)環(huán)境是時(shí)變的，因此對(duì)各種自適應(yīng)算法的收斂速度以及動(dòng)態(tài)跟蹤能力提出了更高的要求。然而，以上兩個(gè)方面的需求往往是相互矛盾的，兩者不可兼得。本研究的著眼點(diǎn)是基于實(shí)時(shí)處理的目的，探索構(gòu)建有效的信號(hào)處理模型并研究出一些性能好、收斂速度快或自動(dòng)跟蹤能力強(qiáng)的便于DSP實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)算法。 論文

3、研究的另一個(gè)重要方面就是語(yǔ)音的卷積混合盲信號(hào)分離。所謂“盲”是指源信號(hào)不能被觀測(cè)且源信號(hào)混合的通道是未知的。盲信號(hào)分離就是根據(jù)觀測(cè)到的幾個(gè)獨(dú)立源信號(hào)的混合數(shù)據(jù)向量確定一個(gè)變換，以恢復(fù)出原始的源信號(hào)。對(duì)多源語(yǔ)音卷積混合信號(hào)進(jìn)行盲分離，其主要問(wèn)題是對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行卷積混合的聲學(xué)傳播通道的沖激響應(yīng)長(zhǎng)度通?？蛇_(dá)數(shù)百毫秒，所以用于盲分離的自適應(yīng)濾波器的階數(shù)至少在一千階以上。于是自適應(yīng)語(yǔ)音盲信號(hào)分離將面臨與自適應(yīng)聲回波對(duì)消一樣的三大難題，即收斂速度問(wèn)題、

4、穩(wěn)態(tài)失調(diào)問(wèn)題以及計(jì)算復(fù)雜度問(wèn)題?；诟唠A統(tǒng)計(jì)特性(HOS)的各種BSS自適應(yīng)算法，其計(jì)算復(fù)雜度一般都非常高，特別是用于聲學(xué)語(yǔ)音卷積混合信號(hào)的盲分離時(shí)，因數(shù)值穩(wěn)定性等精度問(wèn)題，很難達(dá)到預(yù)期的盲分離效果，更談不上用于實(shí)時(shí)處理應(yīng)用。面對(duì)真實(shí)的聲學(xué)語(yǔ)音環(huán)境，為了達(dá)到實(shí)時(shí)處理的目的，論文研究立足于信號(hào)的二階統(tǒng)計(jì)特性(SOS)，對(duì)語(yǔ)音卷積混合的模型及相應(yīng)的BSS自適應(yīng)算法展開(kāi)了深入的研究。 論文研究最后針對(duì)自適應(yīng)多通道聲回波對(duì)消存在解的非唯一

5、性問(wèn)題的癥結(jié)，探討了基于盲信號(hào)分離的多通道聲回波抑制的可行性，提出了一個(gè)基于盲信號(hào)分離的多通道聲回波抑制模型(MCAESM)。該MCAESM徹底避免了常規(guī)的多路聲回波對(duì)消方法中，因各路聲回波源信號(hào)間存在互相關(guān)性而導(dǎo)致的自適應(yīng)濾波器解的非唯一性問(wèn)題。提出的模型恰恰利用了這種互相關(guān)性，僅在房間中添加一個(gè)輔助麥克風(fēng)就可以對(duì)各個(gè)主麥克風(fēng)構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立聲源、兩個(gè)麥克風(fēng)、兩路盲信號(hào)分離輸出的回波抑制模型。整個(gè)模型的功效就建立在對(duì)各種信號(hào)的相關(guān)性檢測(cè)，