船載航行數(shù)據(jù)記錄儀中的駕駛臺語音通信增強和壓縮處理.pdf

1、隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，新型數(shù)字化船用儀器如ECDIS(ElectronicChartDisplayandInformationSystem，電子海圖顯示與信息系統(tǒng))、AIS(AutomaticIdentificationSystem，自動識別系統(tǒng))以及VDR(VoyageDataRecorder，航行數(shù)據(jù)記錄儀)逐步裝船使用，預(yù)示著當今的船舶航行已逐漸進入了“海上數(shù)字交通”時代。VDR作為“海上數(shù)字交通”的具體內(nèi)涵之一，是專門用來實時

2、記錄存儲船舶航行數(shù)據(jù)、并能將數(shù)據(jù)回放的儀器設(shè)備。在船舶發(fā)生海上事故后，對VDR中的數(shù)據(jù)對進行分析，尤其是對緊急情況下的駕駛臺語音通信的分析，對判斷事故發(fā)生的原因及責任方起著關(guān)鍵的作用。由于航行時的海況和局面復(fù)雜多變，VDR在采集駕駛臺語音通信時常會產(chǎn)生模糊或聽不清的情況，而且語音的連續(xù)存儲還會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。因此，在傳輸和存儲的過程中，如何有效地對船舶駕駛臺語音通信進行增強和壓縮處理，使其在保證回放質(zhì)量的前提下，盡量提高語音的可懂性和節(jié)

3、約存儲容量是研制VDR首先必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)當今小波分析在語音信號增強和壓縮方面成功經(jīng)驗，本文就VDR駕駛臺語音增強和壓縮技術(shù)進行了新的研究和詳細的論述。 在對駕駛臺語音進行增強研究中，本文提出了在VDR中利用小波閾值短時譜幅度MMSE(MinimumMeanSquareError，最小均方誤差)估計法的語音增強算法。該算法采用了一種具有無窮階連續(xù)導(dǎo)數(shù)的閾值函數(shù)，克服了傳統(tǒng)閾值函數(shù)(軟閾值函數(shù)和硬閾值函數(shù))的缺點。然后

4、基于SURE(Stein'sUnbiasedRiskEstimation)無偏估計得出一種小波閾值去噪法，此方法可自適應(yīng)搜尋最佳閾值，滿足了時變信號的實時處理要求。經(jīng)實驗證明，這種算法能夠大幅度提高信噪比，有效且優(yōu)于傳統(tǒng)的語音增強算法。 將小波變換與Fourier變換相比一個明顯的不同之處在于小波變換中的小波函數(shù)不是唯一的，不同的小波函數(shù)會產(chǎn)生具有不同時頻特性的小波基，用不同的小波基分析同一個問題會產(chǎn)生不同的結(jié)果。因此，小波函數(shù)

5、的選擇是應(yīng)用小波變換必須首先解決的基本問題之一。本文根據(jù)不同小波函數(shù)的性質(zhì)，選取了具有最高消失矩的緊支正交小波——Daubechies小波，應(yīng)用本文采用的小波閾值短時譜幅度MMSE估計法的語音增強算法，對VDR駕駛臺語音增強前后的信噪比提升量和能量恢復(fù)度進行了試驗、分析和比較，得出了db7是VDR駕駛臺語音增強較為理想的小波函數(shù)的結(jié)論。 在對駕駛臺語音進行壓縮研究中，運用了一種自適應(yīng)小波包變換方法對增強后的駕駛臺語音進行壓縮?；?/p>