双分支复频谱下多特征聚合的轻量化语音增强方法

针对目前多种改进的卷积循环网络(CRN)在单掩蔽或单映射的编解码结构下提取特征单一、捕获全局特征不强、参数量较大等问题,提出一种多特征聚合卷积模块与高效Transformer融合注意力机制结合的复频谱联合掩蔽和映射的单通道语音增强高效网络。在编解码层设计一种双分支门控协作单元(DGCU),提取复频谱多层次特征后交互、聚合以弥补特征提取单一问题;中间层设计一种通道时频注意力融合模块,聚焦语音的时频、空间局部细节特征。最后在THCHS30数据集上进行消融和对比实验,实验结果表明,该网络以最低参数量、较低计算量实现了轻量化,在匹配和不匹配噪声下PESQ分别提升了10.5%~50.6%、16.3%~94.5%,客观、主观指标都优于其他对比的网络模型,表现出较高的降噪性能和网络泛化能力。

基于全息希尔伯特频谱分析的交流串联电弧故障电流特征研究

针对交流串联电弧故障信号特征提取和分析的难题,提出采用循环掩码经验模态分解(itEMD)进行信号分解以获取多层内涵模态分量(IMF),结合全息希尔伯特变换(HHT)展现高维幅度调制频率调制(AM-FM)谱图的分析方法,从而获取高区分度的电弧故障信号特征谱图。采用基于GB/T 31143—2014的电弧故障实验平台,采集7种屏蔽负载模式下电弧故障电流信号,分析研究不同环境下电弧故障特征。所提方法对于电弧故障检测技术的开发具有一定的理论指导意义。

基于改进CycleGAN的轨道扣件ISR方法

围绕国家对高铁基础设施安全保障的重大需要,基于无人机图像的高铁基础设施缺陷检测可以作为目前巡检手段的补充和替代。轨道扣件是高铁基础设施巡检中重要的工务巡检对象,但无人机拍摄图像中存在高铁轨道两侧电气塔杆的阴影投射遮挡轨道扣件的情况,严重影响检测效率和精确度。针对以上问题,提出一种基于改进CycleGAN的轨道扣件图像去阴影方法,将掩码机制加入到CycleGAN中提高无监督学习方法对阴影区域的关注,同时将谱范数归一化加入到网络中以稳定训练过程、提升去阴影效果。在公共阴影数据集USR和无人机拍摄高铁扣件数据集上的实验结果表明,改进CycleGAN较好地提升了无人机图像去阴影效果。

基于U-Conformer的多特征融合鸟鸣声分离方法

针对多个鸟类个体同时发声导致的鸣声混叠问题,本文提出了一种融合录音通道间空间特征的鸟类鸣声分离方法.该方法将混叠鸣声信号的声谱特征和空间特征作为分离模型的输入,提出深度学习模型U-Conformer来预测每个鸣声源方向的幅值谱掩膜(spectral magnitude mask,SMM),通过模型估计的SMM从混叠鸣声信号中恢复每个鸣声源信号.由多源混叠鸟类鸣声数据的实验结果表明,本文提出的分离方法较其他深度学习模型结构具有更好的分离效果,有助于更好地分析野外鸟类鸣声录音.

联合频谱映射与掩蔽估计的协作式语音增强方法

为提高目前基于掩蔽与基于频谱映射的语音增强方法性能上界以及复杂环境下的泛化能力,提出了一种在联合复频谱与复掩蔽学习框架下的协作式单通道语音增强方法。该方法采用编码器-双分支解码器结构,在编解码部分设计了一种交互协作学习单元(ICU)来监督交互语音信息流,并提供有效的潜在特征空间;中间层则是设计出一种多尺度融合Transformer,以少量参数在空间-通道维度上多尺度地提取细节信息后融合输出,同时对语音子频带与全频带信息建模。在大、小数据集与115种噪声环境下进行实验,结果表明该方法仅以0.57 M的参数量,取得比大部分先进且相关方法更优的主、客观指标,具有良好的鲁棒性与有效性。

变电站噪声水声掩蔽的效果预测研究

作为物理降噪技术的补充,声掩蔽被广泛应用在以降低人体主观影响为目的的声环境质量改善中。由于影响掩蔽效果的因素复杂,声掩蔽效果的预测一直是难点。为此,研究以变电站厂界排放的低频噪声为掩蔽对象,采用三种不同的自然水声(溪流声、喷泉声和雨滴声)在4个信噪比下(-3、0、+3、+6dBA)开展了声掩蔽主观烦恼度试验研究,采用谱质心和等效响度来开展变电站厂界噪声掩蔽效果的预测分析。研究结果发现,噪声经掩蔽后烦恼度与掩蔽声谱质心呈现显著正相关,同时与掩蔽声和掩蔽后噪声的等效响度呈显著负相关,最终采用回归分析方法建立了基于谱质心和等效响度的掩蔽效果预测模型。本研究所采用的掩蔽效果预测模型建立方法可适用于更多的声掩蔽研究。

使用B样条的UWB脉冲优化设计方法

超宽带(UWB)脉冲波形设计不仅要求满足正交性,还要满足UWB系统信号发射所要求的FCC频谱限制.基于B样条良好的性质,利用样条函数逼近原理,提出了一种使用B-样条来设计UWB脉冲波形的方法.从B-样条产生电路构成的通信系统出发,将波形设计问题转化为有约束的逼近问题求解.该逼近优化问题把频谱利用率作为目标函数,正交性和频谱屏蔽作为约束条件.所以这种方法设计得到的UWB模板信号频谱在符合规定频率特性的同时,还能较大程度地提高频谱利用率,实现电路也简单易行.仿真验证了该方法的可行性和优点.

基于FCC辐射遮蔽限制的超宽带脉冲设计算法

研究了基于美国联邦通信委员会(FCC)辐射遮蔽限制的超宽带无线通信系统脉冲设计方法.以具有不同脉冲形状因子的Rayleigh脉冲为基函数,提出对Rayleigh脉冲的各阶导数进行加权迭代组合的超宽带(UWB)脉冲设计方法.对采用迭代组合脉冲和传统高斯二阶微分脉冲的2PPM-TH(跳时脉冲位置调制)通信系统在高斯信道下的单链路误比特率(BER)、多址、多径等方面性能进行了仿真比较,验证了所提出的迭代组合脉冲在功率谱密度方面能更好地满足FCC辐射遮蔽的要求,在单链路及多址性能方面优于传统的高斯二阶微分脉冲.

一种基于多频带PSWFs组合的CUWB自适应脉冲波形设计

本文简述了认知超宽带(CUWB)系统的工作原理,并从自适应频谱环境和兼容FCC频谱模板的角度出发,建立了基于频谱感知来动态构建CUWB系统自适应辐射掩蔽的机制。然后,利用PSWFs函数的特性,提出了一种基于多频带的回转椭球波函数(PSWFs)基的加权线性组合来设计CUWB自适应脉冲波形的算法。仿真结果表明,该算法所产生的脉冲波形不仅能满足CUWB系统频谱模板的要求,而且能自适应模板的动态变化。

哈达码变换光谱成像仪数据复原算法

从哈达码变换光谱成像仪成像原理出发,对其光谱成像过程进行数学建模,分析了哈达码模板调制引起光谱信息混叠和空间信息混叠的原因,提出了一种根据光谱偏移量去除混叠的算法.采用自行研制的哈达码变换光谱成像仪进行了目标数据采集,用提出的去混叠算法对目标数据进行复原,得到目标的三维数据立方体,有效去除了空间信息混叠和光谱信息混叠,验证了算法的正确性.

一种基于听觉掩蔽模型的语音增强算法

本文提出一种基于听觉掩蔽模型的语音增强算法。该算法对应用于语音编码中的听觉掩蔽模型进行了适当的修正,动态地确定每一帧语音信号各个关键频率段的听觉掩蔽阈值,有选择性地进行谱减。计算机仿真表明所提算法优于基本谱减法,不仅信噪比有较大的提高而且有效地减少了主观听觉的失真和残留音乐噪声。

带内干扰抑制的超宽带脉冲设计

采用不同幅度和延迟的高斯函数脉冲组合来拟合抽样函数脉冲,利用拟合的抽样函数脉冲设计超宽带脉冲信号,实现美国联邦通信委员会制定的辐射掩蔽要求的高效逼近.该方法产生的脉冲波形具有实现简单、持续时间短、带外辐射功率小、容易进行时域或频域调节等特点.与已报道的几种脉冲比较,设计的脉冲可携带更多的能量,同时具有良好的带内(窄带或宽带)干扰抑制能力,能够和带内的其他通信系统更好的共存.最后,对设计的脉冲波形和最佳高斯波形的通信性能进行了比较,表明文中波形的性能明显优于最佳高斯波形.

干扰抑制的UWB脉冲设计与性能分析

提出了一种新的带内(窄带或宽带)干扰抑制的超宽带脉冲的设计方法。采用不同幅度和延迟的高斯脉冲的组合来拟合抽样函数脉冲,实现了超宽带频谱屏蔽的高效逼近,并能够和带内的其他通信系统更好地共存。在介绍设计原理的基础上,给出了设计时域波形的具体实现及波形所对应的功率谱密度图,使其满足FCC频谱屏蔽的要求。同时,对于假设存在的带内干扰对波形进行类似的设计,使其具备抑制干扰的能力。最后,分析了TH-PSKUWB系统的传输性能,并和最佳单周期高斯波形进行了详细的比较,结果表明:其误码性能远远优于最佳单周期高斯波形。

一种改进的客观音质评价方法

描述了利用人耳的听觉掩蔽效应来对巴克谱失真距离测度进行改进,并将这些测度应用在客观音质评价中,以提高主客观音质评价的相关度。改进的测度动态地确定语音信号每个巴克带的掩蔽门限,有选择性地计算失真距离,只包含听觉能够感知的失真。针对特定失真语音条件下的实验仿真结果表明,主客观评价结果之间具有更高的相关系数。可以推断这些测度作为对语音系统进行的客观音质评价,会具有好的有效性和实用性。

UWB脉冲的优化设计

从最大化频谱利用率的角度提出了一种设计超宽带(UWB)脉冲的算法,此算法是通过对理想UWB脉冲进行加窗、卷积来设计UWB脉冲的.所设计的脉冲不仅时间上受限减少了多址干扰,而且在满足频谱模板的情况下提高了频谱利用率,改善了UWB通信系统的性能.另外,本算法具有通用性与灵活性,适合任意国家的频谱模板.

改进的基于听觉掩蔽特性的语音增强

该文利用人耳感知的掩蔽特性,研究了一种改进的基于人耳听觉掩蔽特性的语音增强方法。该方法改进了对含噪语音中噪声的估计,即在估计噪声时,先在帧上判断语音的有无,然后在频率点上判断语音的有无,最后再从感知的角度,利用估计出的语音信号计算掩蔽阈值,以此在时域和频域上合理地调整增强系数。仿真结果表明,该方法不仅使信噪比有较大的提高,而且减少了语音失真,同时也很好地抑制了背景噪声和残余音乐噪声。

一种新的UWB脉冲设计方法与通信性能分析

提出了一种新的超宽带脉冲设计方法。采用不同幅度和延迟的高斯脉冲组合来拟合抽样函数脉冲,实现了超宽带频谱屏蔽的高效逼近。该方法产生的脉冲波形具有实现简单、持续时间短、容易进行时域或频域调节等特点。同时具有良好的带内(窄带或宽带)干扰抑制的能力,能够和带内的其他通信系统更好地共存。文中在介绍设计原理的基础上,给出了设计时域波形的具体实现及波形所对应的功率谱密度图,使其满足频谱屏蔽规范的要求。同时,对于假设存在的带内干扰对波形进行类似的设计,使其具备抑制干扰的能力。最后,分析了TH-PPMUWB系统的传输性能,并和最佳单周期高斯波形进行了详细的比较,结果表明其误码性能远远优于最佳单周期高斯波形。

基于DMD的Hadamard编码模板改进设计与光谱数据修正方法研究

介绍了一种基于DMD的Hadamard变换成像光谱仪的物理模型。以7阶S矩阵为例进行论述,通过改进编码模板的设计方案,使所有色散光谱都能被严格编码为7段。提出了一种针对复原后光谱图像的修正方法,以7阶的S矩阵编码,最终可以获得6幅质量较高的光谱图像。如以n阶的S矩阵编码,最终可以获得n-1幅质量较高的光谱图像。实验结果证明了该方案的可行性和有效性。

新疆阿热勒托别地区遥感化探综合找矿研究

以新疆阿热勒托别地区为例进行遥感化探综合分析研究。由于新疆阿热勒托别工作区图像上的植被和云严重影响了矿化蚀变信息的特征谱带的识别,使得应用Crosta法提取矿化蚀变信息效果不理想,因此采用掩膜技术剔除植被和云的影响。选择Crosta法对掩膜后图像进行羟基和铁氧化物蚀变信息提取,以μ+1.64σ-μ+2σ、μ+2σ-μ+3σ及>μ+3σ3级阈值分割遥感异常信息,并用不同色彩叠加到遥感与化探融合图像上,结合地质构造信息进行综合分析,圈定成矿有利地段,经野外检查,验证了多处地表岩石蚀变的存在并新发现铜矿点一处,证实了该方法的有效性。

基于谱减法的听觉模拟的语音增强

提出了一种适于低信噪比下的语音增强算法。该算法以传统的谱减法为基础,所用减参数是根据人耳听觉掩蔽效应提出的且是自适应的。对该算法进行了客观和主观测试,结果表明:相对于传统的谱减法,该算法能更好地抑制残留噪声和背景噪声,特别是对低信噪比的语音信号。