發(fā)布時間：2018-10-07 21:08

【摘要】：由于音頻信號在信息傳遞中的重要作用,使得音頻信號的檢測備受重視。目前音頻信號檢測常用的的方法是利用傳聲器檢測和利用激光測振法檢測。傳聲器檢測要求音頻信號距離傳聲器的距離不能太遠(yuǎn),且音頻信號與傳聲器間不能有封閉性的遮擋物,否則檢測效果將大打則扣。因此,在聲音源距離檢測端較遠(yuǎn)或者有薄壁器物作為遮擋物的情況下則需用到激光測振法來檢測。由于本系統(tǒng)研制的應(yīng)用場景是基于遠(yuǎn)距離且聲音源與檢測端間有遮擋物,故采用激光測振方式。目前常用的激光測振技術(shù)包括激光多普勒參考光測振技術(shù)、外差多普勒測振技術(shù)、全息干涉法測振技術(shù)及光反射調(diào)制測振技術(shù)等。其中激光多普勒技術(shù)由于無法分辨振動方向,所以其無法測量隨機(jī)振動,外差多普勒測振技術(shù)和全息干涉法測振技術(shù)克服了以上缺點(diǎn),但是兩者由于均采用干涉的方法,故對光路穩(wěn)定性要求嚴(yán)格,且采用干涉時系統(tǒng)復(fù)雜,尤其是在室外環(huán)境使用時會有諸多不便。光反射調(diào)制測振技術(shù)采用反射的方法,其可測量隨機(jī)振動,且對光路穩(wěn)定性要求較干涉有所降低,系統(tǒng)的復(fù)雜性也有所降低,因此結(jié)合應(yīng)用需求本系統(tǒng)采用了光反射調(diào)制測振技術(shù)。本文研制了音頻信號光反射調(diào)制的激光傳輸系統(tǒng),采用了激光發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)分立設(shè)計(jì)的思想,這樣極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)使用的便利性及實(shí)用性,并在檢測到音頻信號并存儲后對帶有噪聲的音頻信號進(jìn)行了語音增強(qiáng)處理,處理后的音頻信號無論清晰度還是可懂度都較為良好。本論文的主要工作總結(jié)如下。(1)完成了音頻信號光反射調(diào)制的激光傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了較遠(yuǎn)距離且聲源與檢測裝置有遮擋時的音頻信號檢測,檢測距離可達(dá)200m。(2)開展了對系統(tǒng)的測試與實(shí)驗(yàn),包括:激光器性能的測試,如光斑大小、發(fā)散角及激光穩(wěn)定度;系統(tǒng)參數(shù)的測試,如檢測距離,靈敏度及頻率響應(yīng)范圍;語音信號的檢測,包括相對較易識別的語音信號數(shù)字1-10和較難識別的漢語話語。(3)完成了對檢測的帶有噪聲的語音信號的語音增強(qiáng)處理,并采用MOS得分法和信噪比處理前后對比的方法對語音增強(qiáng)的效果進(jìn)行了質(zhì)量評價,結(jié)果較好。通過本文的工作,對采用激光反射式的方式檢測音頻信號提供了思路與借鑒,具有一定的意義。
[Abstract]:Due to the important role of audio signal in information transmission, the detection of audio signal is paid more attention. At present, the commonly used methods of audio signal detection are microphone detection and laser vibration detection. The detection of microphone requires that the distance between the audio signal and the microphone should not be too far, and there must be no blocking between the audio signal and the microphone, otherwise, the detection effect will be greatly reduced. Therefore, when the sound source is far from the detection end or has a thin wall object as a barrier, laser vibration detection method is needed to detect the sound source. Because the application scene of this system is based on the distance and there is an occlusion between the sound source and the detecting end, the laser vibration measurement method is adopted. At present, the commonly used laser vibration measurement techniques include laser Doppler reference light vibration measurement, heterodyne Doppler vibration measurement, holographic interferometry and light reflection modulation vibration measurement. The laser Doppler technique can not measure the random vibration because it can not distinguish the vibration direction. The heterodyne Doppler vibration measurement technique and the holographic interferometry technique overcome the above shortcomings, but both of them adopt the interference method. Therefore, the stability of optical path is strict, and the system is complex when it is used in interference, especially in outdoor environment. The method of light reflection modulation is used to measure random vibration, and the requirement of optical path stability is lower than that of interference, and the complexity of the system is also reduced. Therefore, the system adopts the light reflection modulation vibration measurement technology combined with the application requirements. In this paper, a laser transmission system with optical reflection modulation of audio signal is developed. The design of laser transmitting system and receiving system is adopted, which greatly enhances the convenience and practicability of the system. After the audio signal is detected and stored, the speech enhancement of the audio signal with noise is carried out. The processed audio signal has good clarity and intelligibility. The main work of this paper is summarized as follows: (1) the design and implementation of the laser transmission system of audio signal and optical reflection modulation is completed, and the audio signal detection is realized when the sound source and detection device are occluded. (2) testing and experiment of the system are carried out, including: laser performance test, such as spot size, divergence angle and laser stability, system parameter test, such as detection distance, sensitivity and frequency response range; The detection of speech signals includes relatively easily recognizable speech signal numbers 1-10 and more difficult to recognize Chinese utterances. (3) speech enhancement processing of the detected speech signals with noise is completed. The effect of speech enhancement is evaluated by MOS score method and comparison of signal to noise ratio before and after processing, and the result is good. Through the work of this paper, the method and reference of detecting audio signal by laser reflection mode are provided, which is of certain significance.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN249

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2255673