【摘 要】
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在国防、航空领域,日常生活及工业生产等活动中,舱室噪声、机器设备发出的噪声会直接干扰工作人员的操作甚至危害他们的身心健康。利用有源噪声控制（Active Noise Control,ANC）技术可以在人耳附近的小空间营造相对安静的区域,进行有效的听力保护。然而,对于主动降噪耳罩,降噪算法及耳罩被动隔声结构对噪声和语音信号均有抑制功能,不能保证佩戴者之间在高分贝噪声环境下进行有效的语音交流。对此,本
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在国防、航空领域,日常生活及工业生产等活动中,舱室噪声、机器设备发出的噪声会直接干扰工作人员的操作甚至危害他们的身心健康。利用有源噪声控制（Active Noise Control,ANC）技术可以在人耳附近的小空间营造相对安静的区域,进行有效的听力保护。然而,对于主动降噪耳罩,降噪算法及耳罩被动隔声结构对噪声和语音信号均有抑制功能,不能保证佩戴者之间在高分贝噪声环境下进行有效的语音交流。对此,本文提出一种基于麦克风阵列的数字有源降噪耳罩内语音增强算法,旨在人耳附近小空间范围内,保护听力的同时,提升佩戴者之间的语音交流质量。本文从理论阐述、仿真验证、软硬件系统搭建及算法移植、实验验证四方面展开研究,主要工作如下:（1）融合改进的滤波-x最小均方（Filtered-x LMS,Fx LMS）算法和广义旁瓣抵消器（Generalized Sidelobe Canceller,GSC）语音增强算法,提出基于麦克风阵列的数字有源降噪耳罩内语音增强方案。基于噪声库,对本文提出方案进行仿真,结果表明,在隔离环境中强噪声的同时,耳罩内能够保留较高信噪比和可懂度的语音信号,验证了方案的可行性及有效性。（2）设计搭建基于麦克风阵列的数字有源降噪耳罩及语音增强实验硬件平台,并将ANC降噪算法与GSC语音增强算法移植到该平台。（3）有源降噪实验表明,相比被动降噪,增加了有源降噪技术的隔音耳罩对100Hz单频噪声提高了27d B降噪效果,对100-1000Hz粉色噪声提高了12d B的降噪效果。语音增强实验表明算法能有效增强耳罩内语音信号,缺陷是对噪声信号也进行了放大。有源降噪与语音增强实验表明经过算法处理后,语音信号得到增强并有效抑制了低频噪声,包含不同类型噪声的语音信号质量均有不同程度的提高,信噪比提升约2-10d B。同时,感知语音质量评估（Perceptual Evaluation of Speech Quality,PESQ）得分表明处理后的语音信号具有较高质量的可懂度。
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