基于SOPC的混疊語音降噪濾波算法的研究.pdf

1、隨著電子計(jì)算機(jī)和人工智能機(jī)器的迅速發(fā)展，語音技術(shù)被應(yīng)用在數(shù)字通信、智能控制等領(lǐng)域。由于語音信號(hào)的引入，打破了原有人機(jī)接口在地點(diǎn)和設(shè)備方面的限制，改變了人和機(jī)器之間的關(guān)系，使人對(duì)機(jī)器的操作更加便利，這將成為“智能化”控制設(shè)備的最佳途徑。 但是，由于語音信號(hào)本身的復(fù)雜性以及各種應(yīng)用環(huán)境與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的巨大差異，背景噪聲和混疊語音干擾降低了語音識(shí)別系統(tǒng)、語音控制系統(tǒng)的性能，尤其在去除混疊語音干擾方面仍存在許多問題，如模型建立、計(jì)算量及硬

2、件實(shí)現(xiàn)等?？梢哉f，目前各方面的研究也都還在尋找比較完備的去除混疊語音干擾的手段。 針對(duì)這種情況，本文以語音識(shí)別技術(shù)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用為背景，將語音降噪、混疊語音分離技術(shù)結(jié)合起來，從提取語音特征入手，利用語音信號(hào)的非線性產(chǎn)生模型、能量分離算法，去除干擾語音的主要能量，盡可能多而且完整的保留有用語音的能量這一角度進(jìn)行研究。在應(yīng)用語音信號(hào)前對(duì)它進(jìn)行前端的降噪處理，能得到相對(duì)純凈的語音信號(hào)。 論文主要研究內(nèi)容如下： 1.對(duì)

3、語音控制系統(tǒng)中前端語音濾波處理的必要性和可能性進(jìn)行分析； 2.收集漢語語音數(shù)據(jù)(包括純凈語音、混疊語音干擾等)，為混疊語音的降噪分析提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)； 3.通過閱讀大量資料和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，尋找算法的理論依據(jù)和去除與有用語音混疊的干擾語音的辦法。從漢語語音特征角度考慮，利用能量分離算法，通過對(duì)干擾語音單個(gè)共振峰的能量分離操作，達(dá)到抑制干擾語音能量的目的，有別于傳統(tǒng)的濾波方法； 4.通過MATLAB對(duì)3中推導(dǎo)得出的算

4、法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，完成濾波算法的仿真。通過對(duì)信號(hào)的歸一化處理，驗(yàn)證算法的濾波效果，在整個(gè)時(shí)間段內(nèi)，輸出信號(hào)與有用信號(hào)的相對(duì)誤差大部分都在20％以下； 5.在算法仿真的基礎(chǔ)上，利用DSPBuilder構(gòu)建濾波系統(tǒng)的硬件加速模塊，通過Avalon總線掛接到NiosⅡ處理器系統(tǒng)中。最后嘗試以SOPC技術(shù)結(jié)合NiosⅡ軟核處理器完成硬件實(shí)現(xiàn)的總體設(shè)計(jì)。 本課題研究的混疊語音降噪濾波算法適用于語音控制系統(tǒng)。在應(yīng)用語音信號(hào)前利用本濾波