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双通道语音增强系统设计与实现

作　者: 肖佩霖
导　师: 张岩
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 数字助听器语音增强双通道优化设计 FPGA
分类号: TN912.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

语音通信过程经常受到来自周围环境、传输媒介、通信设备内部噪声,乃至其他讲话者的干扰。这些干扰最终将使接收到的语声已不是纯净的语音信号,而是经过噪声污染的语音信号。所以需要一种语音增强系统,使人们在噪声环境下可以正常通信。语音增强不但与语音数字信号处理理论有关,还涉及到人的听觉感知和语音学。再则,噪声来源众多,随场合而异,它们的特性也不同,需要设计一种通用的语音增强系统,能适用于各种噪声环境。同时,在数字助听器和小型语音设备的实际应用中,非平稳噪声干扰与自适应方法的收敛过程会造成语音性能下降。为了实际解决该问题,设计了一种新型的实时语音增强系统。该系统基于双通道一阶差分麦克风阵列,同时采用分时复用结构和高效汉宁窗分帧等方法,提高了语音增强性能并减少了硬件消耗。该语音增强系统可获得3.5db左右的信噪比增益,同时克服了单通道增强系统和自适应方法的局限。用Verilog语言在FPGA上设计并实现了该系统的原型验证。从而在硬件层次上提高了小型语音设备的抗噪性能,并为数字助听器或相关ASIC芯片的研制提供了参考。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-15
  1.1 课题背景  7
  1.2 人耳听觉特点以及研究现状  7-13
  1.3 论文研究的内容以及意义  13-15
    1.3.1 论文研究的目的意义  13
    1.3.2 论文研究内容  13-15
第2章双通道语音增强系统的算法设计  15-24
  2.1 语音增强算法的分析比较  15-20
  2.2 针对小型语音设备的算法选择  20-21
  2.3 算法仿真  21-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章系统主要硬件电路设计与仿真  24-35
  3.1 系统结构  24-25
  3.2 AC-Link 接口  25-28
  3.3 高效Hanning 汉宁窗  28-31
  3.4 流水线开方  31-32
  3.5 结构分时复用  32
  3.6 语音增强结果比较分析  32-33
  3.7 信噪比分析  33-34
  3.8 本章小结  34-35
第4章基于FPGA的系统实现  35-41
  4.1 FPGA简介  35
  4.2 系统开发环境  35-37
    4.2.1 Xilinx ISE简介  35-36
    4.2.2 基于FPGA的设计流程  36-37
  4.3 系统资源消耗分析  37-40
  4.4 本章小结  40-41
结论  41-42
参考文献  42-45
攻读学位期间发表的学术论文  45-47
致谢  47

双通道语音增强系统设计与实现

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