文档介绍：摘要氦语音增强技术是保证潜水员进行深海潜水工作的必要条件之一,而国内在这一领域研究甚少,尚处于初级阶段。本文利用一种基于线性预测,问拚暮び镆粼銮克惴ǎ訲镜母咝阅蹹硬件平台为基础进行算法实现及代码优化,为氦氧混合环境下语音实时通信提供一种可行的解决方案。氦语音增强算法的关键部分在于对偏移共振峰的增强校正,本文首先介绍·种改进的基于线性预测共振峰估计和修改的算法,与传统的求根法以及峰值法相比,利用该算法可以较准确地求得氦语音的共振峰值并进行修改,提高氦语音的清晰度和可懂度。发平台,并以此为基础根据实际需要设计了整个系统的硬件配置方案以及底层的软件驱动设置,结合操作系统的应用和未来系统的维护扩展的需要给出了软算法中各个函数模块的调用关系,以“自最后,本文对整系统的实时性能做了测量,提出了若干优化的方法,并通过时间复杂度的测试证明其有效性。同时,设计了系统外扩亩兑汲序实现,为独立产品的研发提供了可行性方案。关键字:氦语音语音通信语音增强线性预测在理论算法的基础上,本文介绍了公司的〉愦砥骺件系统的设计方案,分析了下而上”的设计方法对各个功能模块进行重新划分,重定义处理主函数体,给出了最终的软件设计结构。.
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第一章绪论氦语音增强技术背景概况潜水员在水下作业时,为维持内外部压力的平衡,所佩带的面罩中需要保持相应的高气压。在潜水深度较小时,可以采用高压气体作为呼吸介质,这时人类语音改变不大,潜水员之间或潜水员与水面站之间的语音交流可以保证语音信息的正常理解和识别。而当潜水深度达到保1苊獬鱿值F樽恚必须使用氦氧高压混合气体作为呼吸介质。在这种环境下的语音韵录虺莆氦语音岵艽蟮幕洌灾敛荒鼙徽J侗鸷屠斫猓薹ń涣鞴低ǎ时这种现象会随潜水深度的增加而加剧,从而产生了所谓的“氦语音窒蟆居俊氦语音现象对潜水员同外界的语音交流构成了很大的障碍,甚至威胁到了潜水员的身体健康。为更好地完成水下语音通信,提高深海潜水的安全系数,从年代起各国就对氦语音的可懂度、,到年代末期,随着信号处理的发展,快速惴ǖ奶岢鑫:语音增强提供了更多的工具,出现了基于频域分析的增强算法,这时氦语音增强算法的研究进入了快速发展期,年代末计算机的大量使用使得氦语音增强的研究发展迅速,提出了基于线性预测模型惴ǖ却罅糠椒,并出现了基于暮び镆粼銮可璞浮H欢两窈び镆粼銮咳匀淮嬖谧乓恍┪侍猓其中最主要的是对氦语音的变化规律还没有一个精确的统计,从而制约着氦语音增强的进一步发展;此外,带噪氦语音的去噪度对增强后的语音其可懂度和清晰度的影响,也是困扰算法研究的重要因素。到目前为止已投入应用的模拟在氦语音研究领域尽管国外曾有过较多的研究成果,但随着无人潜水器的推广,该领域的研究一度停滞,从年代初到本世纪初基本上没有新的成果,出现了很大的断层。而我国目前在氦语音方面开展的研究工作极少,在二十世纪六十至七十年代,我国的海军医学研究所在语音学和生理学范围内对氦语音开展过一个时期的研究:上海救捞局潜水装备厂在研制潜水装具的同时,也曾对氦氧深潜校音对讲电话进行了研制。此后二十多年,氦语音的研究基本上处式的氦语音增强设备算法仍多限于时域处理,增强效果有限。
砥饔τ帽尘案趴于停顿状态。直到年,中科院声学所才在该领域有过一些工作А6硪方面,我国深海潜水技术在近年来得到快速的发展,不断刷新潜水纪录以及超深度的载人潜水器的研制成功,这都迫切要求解决水下语音通信这一基本难题。而目前,我国氦语音通信设备仍处于年代基于时域处理技术阶段,所需要的关键设备没有自己的相关产品,全部依赖进口,这是极不协调的,因此我国非常有必要在该领域开展积极的、富有成效的研究工作。回顾氦语音增强的几十年研究历史,提出的具体算法有单边带频率相减【、双边带频率相减⒀顾跗荡纳肫骷际酢】等基于频域处理的增强方法,在时域处理方面,则有直接录音慢速回放技术、已经改进后的实时回放技术,还有利用解析信号来逼近真实语音等优秀且实用的方法。目前关于各个分支都有很大进展,而且近十几年又与数字信号处理、短时傅立叶变换、子带编码、线性预测等相结合发展出了许多新兴的分支【浚还庑┬滦说姆椒ɑ共还怀墒欤目前还处于理论研究阶段,还有待于通过对氦语音性质的进一步研究完善以应用到复杂的实际情况中去。目前基于频域处理的共振峰频移的校正方法仍是主流,考虑到氦语音同常态语音相比存在的带宽压缩、高频能量损失,以及声源激励在高压氦氧混合环境中受到的影响,如何更好的建立语音的频域校正模型,以及设置最优的校正参数是大家研究的重点也是解决问题的关键,本课题试图在此方面进行进一步的讨论和研究。语音通信技术的发展同时促进了微电子技术、计算机技术迅猛发展。目前,数字化技术已经广泛深入地应用于现代国防,国民经济和日常生活的各