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]	范洪赛, 李广军, 李晔, 任杰. 棱台型分割背腔微穿孔吸声体吸声特性研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 326-332.
[2]	张佳乐, 刁永发, 邹志军. 穿孔板与多孔材料复合结构吸声性能优化研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 310-317.
[3]	胡冠群, 王兵, 郭万涛, 陈俊磊, 王继辉. 复合阻尼夹芯板隔声参数调研及优化[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 318-325.
[4]	吴晓龙. 列车荷载作用下公铁双层结构桥梁噪声特性及控制研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 284-289.
[5]	刘长卿, 祝文英, 夏丹. 地铁邻近建筑振动与二次结构噪声影响实测研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 290-295.
[6]	李乐乐, 圣小珍, David Thompson. 辐板开孔对车轮声辐射的控制研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 229-235.
[7]	袁浩, 叶仁传, 朱国良, 何文杰, 王传龙, 刘越尧. 浮标船舱室噪声预报分析与控制[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 236-242.
[8]	曾庆懿, 周瑾, 于敏, 黄元毅, 张光亚. 关联路噪的汽车悬架传递力评估与多目标优化研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 243-249.
[9]	李书阳, 黄志杰, 罗德洋, 廖毅, 李宏庚. 整车路面噪声灵敏度分析及优化[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 250-256.
[10]	代子旋, 谭力文, 许聪, 李东升, 彭子龙. 含空腔板筋结构声散射特性分析及试验研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 12-18.
[11]	余慧杰, 吕园园. 基于快速迭代收缩阈值的声源定位算法[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 19-25.
[12]	李彬, 赵豪, 魏浪浪, 胡志刚, 王颖, 丁皓阳. 泡沫填充加筋夹层板声振特性仿真与实验研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 48-55.
[13]	陈佳琪, 彭子龙, 徐开, 陆金铭, 张演华. 侧斜角度对船用螺旋桨无空化噪声的影响规律研究[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 56-61.
[14]	殷奇, 于喆昌, 王培峰, 赵方旭, 邱文杰, 牛军川. 基于边界元方法的智能音箱声固耦合特性研究及模型校正[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 62-68.
[15]	任杰. 噪声影响下工程结构模态参数识别精度提升方法[J]. 噪声与振动控制, 2026, 46(3): 76-82.