一種語音增強方法應用於四旋翼無人機之音訊錄音

Abstract

語音增強系統目的是希望目標音訊在輸出時的噪音成分越小越好，以幫助提取目標音訊的訊號特徵值，或用於降低對目標音訊有一定程度影響的環境噪音；四翼無人機為目前最廣為應用的無人機種，但目前多數僅只於搭載攝影機進行影像部分的應用，如使用空拍錄影的觀察場景。若欲在無人機上結合影像與語音之應用，勢必要解決無人機飛行時所產生的環境噪音，否則將使得目標音訊模糊不清、無法辨識。 本研究提出一套語音增強系統基於先驗訊噪比之維納濾波器用以消除相加性之穩定噪音以提升在無人機飛行環境下錄製目標音訊之辨識度。語音訊號處理首先將訊號分解為音訊框、計算快速傅立葉轉換將訊號轉換到頻率域、預估噪音模型並與語音訊號頻譜量值得到先驗訊噪比、進而得到濾波器之轉移函數並進行補償，最後計算快速傅立葉逆轉換得到時間域上的訊號值，再疊加音訊框重建訊號，得到無噪音的最終語音訊號。由於在不同噪音環境下，補償係數不盡相同，因此本研究將進行實驗以得到在無人機飛行時所產生的環境噪音之最佳補償係數。 本研究除了在MATLAB運算演算法外，亦實作於樹莓派3開發板上。因此在選擇補償係數時，除了依據輸出語音訊號之品質，也考量到樹莓派3此嵌入式開發環境，得到一組最理想之補償係數於本語音增強系統。最後以頻率權重區段訊噪比驗證實驗結果，並得知在輸入訊號之頻率權重區段訊噪比高於 -10 dB時即可有效地進行本語音增強系統，得到清楚可辨識之語音訊號。

Date of Award	2016 Aug 11
Original language	Chinese
Supervisor	Yueh-Min Huang (Supervisor)