联合BiLSTM与ECA的车载语音增强模型研究

噪声与振动控制 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (2): 121-128.

联合BiLSTM与ECA的车载语音增强模型研究

魏星，王攀，杨礼强，陈海林

( 重庆大学机械与运载工程学院，重庆400044 )

收稿日期:2024-10-09 修回日期:2024-12-11 出版日期:2026-04-18 发布日期:2026-04-17

Vehicle Speech Enhancement Model with Joint BiLSTM and ECA

Received:2024-10-09 Revised:2024-12-11 Online:2026-04-18 Published:2026-04-17

摘要/Abstract

摘要： 伴随汽车智能化发展，车载语音交互日趋广泛，车内复杂声学环境下准确识别语音指令的需求日益突显，基于深度学习的语音增强成为解决该问题的有效方法。基于卷积时域音频分离网络(Convolutional Time-domain Audio Separation Network，Conv-TasNet)，设计一种联合双向长短时记忆网络(Bidirectional Long Short-term Memory，BiLSTM)与高效通道注意力(Efficient Channel Attention，ECA)模块的语音增强模型。采用编/解码层对带噪语音进行高维嵌入与波形重构，增强模块提取语音特征并计算目标纯净语音的掩码。在特征提取阶段引入BiLSTM网络，提升模型对复杂长时序列的处理能力以提取深层语音特征。另外在卷积通道后引入ECA模块，提高对于目标语音特征的关注度，减少无用特征干扰。以尺度不变信噪比(Scale-Invariant Source-to- noise Ratio，SI-SNR)为训练目标，在车内带噪语音数据集上进行训练与测试。所设计模型相较于基线模型，主观与客观评价指标均得到提升。车内带噪语音经过模型增强后，语音质量与可懂度取得大幅提高，实际语音增强效果明显。

关键词: 声学, 语音增强, 深度学习, 车舱噪声, 车载语音交互, 注意力机制

魏星, 王攀, 杨礼强, 陈海林. 联合BiLSTM与ECA的车载语音增强模型研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 121-128.

[1]	赵方祥, 戚晓利, 杨文好, 崔德海, 王志文. 基于DenseNet-MGAM与IWSO-XGBoost网络模型的行星齿轮箱故障诊断方法#br#[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 149-155.
[2]	戴梦超, 张学勇, 张学庆, 郝毅凯, 胡园园, . 一种应用近场声全息技术的消声器消声量测量方法[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 312-320.
[3]	罗锟, 余崇彬, 李琼, 姜兴, 李泳辉, 刘振涛. 高架轨道箱梁结构噪声辐射试验研究与参数分析[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 205-210.
[4]	宋亚彬, 刘秀娟, 张波, 炊军立, 蔡亚平. 滚动转子式压缩机排气消声器传递损失预测方法研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 245-249.
[5]	汪军辉, 毛崎波. 具有任意吸声频率的分流扬声器设计与实验研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 250-255.
[6]	吴浩弼, 叶少芃, 陶猛. 复合结构声学覆盖层的吸声特性分析[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 261-265.
[7]	陈怡楠, 古林强, 苏洪波, 陈剑阳. 约束阻尼楼板空气隔声性能研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 273-278.
[8]	薛东文, 李家旭, 燕群, 慕琴琴, 陈永辉. 涡扇发动机空间优化布局进气道声衬的降噪试验研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 279-285.
[9]	杨开发, 安峰岩, 刘碧龙. 车内多方向环境噪声的有源控制方法研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 174-178.
[10]	李记岗, 陶林杰, 张小虎. 内燃机2 阶激励引起的车内噪声预测及优化[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 185-191.
[11]	孙睿, 陈定庆. 实际运用工况下地铁车辆弹性车轮降噪效果研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 192-197.
[12]	刘志红, 冯志鹏, 刘景轲, 赵耀, 王智勇, 张海蕊, . 识别扩展声源的全变分压缩波束形成方法[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 47-53.
[13]	周启晗, 方媛媛, 张文哲. 内嵌声学黑洞式亥姆霍兹共振器的声学性能研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 75-81.
[14]	高晨瑞, 雷一彬, 董旭娟, 郝荔荔. 晋商大院声景对地域文化吸引力的影响——以乔家大院为例[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(2): 198-204.
[15]	曾志鹏, 黄双, 郭辉, 王岩松, 袁涛, 刘宁宁. 声强控制的智能座舱自适应声场分区算法[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(1): 34-40.