麦克风阵列作为语音信号处理中最常用的工具之一,广泛应用于视频会议、声控系统以及智能语音等领域。麦克风阵列利用声源的空间信息,可以有效地抑制噪声(本文噪声如无特别说明均指空间方向性噪声或干扰),增强期望语音信号。但是传统的麦克风阵列语音增强方法只能输出较为纯净的语音信号,无法在感兴趣的空间中实现噪声控制,噪声仍然会严重影响我们的生活和工作质量。本文针对噪声严重污染语音信号、影响我们生活和工作质量的问题,利用自适应主动噪声控制的原理对传统麦克风阵列语音增强系统进行了改进,设计了一种基于自适应噪声相消的语音增强系统。本文系统的目标是:对噪声进行主动噪声控制,同时提高麦克风阵列输出信干噪比实现语音增强。本文主要研究内容有:基于主动噪声控制的语音增强方法研究:利用主动噪声控制的原理改进了传统麦克风阵列语音增强系统,通过主动噪声控制的方式抑制噪声,实现语音增强。仿真实验表明,在混合声源情况下,当噪声与声源不相关时,本文系统可以输出纯净语音信号,同时在空间中形成不含噪声的局部区域。基于相位加权的可控响应功率(The Steered Response Power-Phase Transform,SRPPHAT)算法声源方向估计的语音增强方法研究:对声源进行准确地方向估计是本文系统工作的基础,本文针对SRP-PHAT算法需要全局搜索导致运算量较大的问题,结合角度预估计与分频段搜索的方式改进了SRP-PHAT算法。仿真实验表明改进算法有效地降低了运算量,并且当随机性噪声较小时,改进算法具有更高的估计精度,为本文系统的实际应用奠定了基础。本文设计的基于自适应噪声相消语音增强系统的优点主要有:1.相对于传统的主动噪声控制系统,该系统通过提高参考输入中的干信比(本文干信比均指噪声与声源的功率比),有效地减少了有用声源的损失,实现了更好地语音保真效果。2.相对于传统的语音增强系统,该系统利用自适应噪声相消的方式抑制噪声,在输出纯净语音信号的同时,可以在空间中形成不含噪声的局部区域。3.当存在强噪声污染语音信号时,该系统不仅可以在空间中实现噪声控制,也很好地兼顾了语音增强。该系统为抑制噪声、实现语音增强提供了一种新思路。