MATLAB实现基于WNG约束的宽带波束形成语音增强系统

资 源 简 介

该MATLAB项目实现了WNG约束的宽带波束形成算法，针对语音信号优化，通过阵列信号处理有效抑制环境噪声并保证语音质量。支持用户调整阵元数量等参数，适用于语音增强应用。

详 情 说 明

WNG约束的宽带波束形成语音增强系统

项目介绍

本项目实现了一种基于白噪声增益(WNG)约束的宽带波束形成算法，专门针对语音信号处理进行优化。系统通过阵列信号处理技术，在保证语音质量的同时有效抑制环境噪声。用户可以通过调整阵列参数和WNG约束范围，实时观察波束形成效果。算法支持宽带信号处理，能够适应不同的语音频段特性，提供可调节的噪声抑制强度。

功能特性

• 宽带波束形成：支持全语音频段(300-3400Hz)的阵列信号处理
• WNG约束优化：可调节白噪声增益约束(0-20dB)，平衡噪声抑制与语音失真
• 实时参数调整：支持阵元数量(2-8个)、阵元间距、目标方位角等参数灵活配置
• 多维性能分析：提供波束方向图、WNG曲线、信噪比改善等完整评估指标
• 可视化界面：实时显示输入输出信号频谱对比和空间响应特性

使用方法

1. 准备输入数据：准备多通道语音信号文件(格式支持wav、mat等)
2. 设置阵列参数：配置阵元数量(2-8个)和阵元间距布局
3. 调整信号参数：设置采样频率(8-48kHz)和信号时长
4. 配置算法参数：指定WNG约束阈值(0-20dB)和波束指向方位角(0-360度)
5. 运行处理系统：执行主程序启动语音增强处理
6. 分析输出结果：查看增强后的语音信号及各项性能指标图表

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11 或 Linux Ubuntu 18.04+
• 软件环境：MATLAB R2020a 或更高版本
• 硬件配置：至少4GB内存，支持音频输入输出设备
• 依赖工具包：Signal Processing Toolbox, Audio System Toolbox

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括阵列信号的前端采集与参数配置、宽带波束形成算法的权重计算与优化、基于WNG约束的空间滤波处理、增强语音信号的后端重建与输出，以及对处理效果的实时可视化展示与性能评估分析。