非平穩(wěn)噪聲環(huán)境中的語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)研究.pdf

1、日常生活中，語(yǔ)音使得人與人之間的交流變得高效。但是，噪聲往往會(huì)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)造成干擾，降低語(yǔ)音的質(zhì)量，影響人們之間的交流。通常，噪聲具有的不同特性和隨機(jī)性使得完全消除噪聲是不可能的，尤其在非平穩(wěn)噪聲環(huán)境中。因此，語(yǔ)音增強(qiáng)的目的是減少語(yǔ)音中含有的噪聲，提高語(yǔ)音信號(hào)的質(zhì)量和可懂度。
　　本文從研究傳統(tǒng)的語(yǔ)音增強(qiáng)算法入手，分析了一些算法的優(yōu)缺點(diǎn)。在人耳聽(tīng)覺(jué)掩蔽效應(yīng)的基礎(chǔ)上，對(duì)一種單通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法提出了一些改進(jìn)。針對(duì)語(yǔ)音和噪聲同時(shí)進(jìn)入人耳的

2、噪聲環(huán)境，本文提出了一種基于感知失真測(cè)度的語(yǔ)音增強(qiáng)算法，實(shí)現(xiàn)了在噪聲環(huán)境中對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)的目的。本論文主要的工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1.基于噪聲去除的語(yǔ)音增強(qiáng)
　　1）針對(duì)增強(qiáng)過(guò)程中容易產(chǎn)生語(yǔ)音失真的問(wèn)題，本文介紹了一種低失真語(yǔ)音估計(jì)器。但是，該語(yǔ)音估計(jì)器的計(jì)算復(fù)雜度較高，且在低信噪比情況下，不能準(zhǔn)確去噪。針對(duì)該問(wèn)題，本文引入一個(gè)過(guò)減因子，降低了該語(yǔ)音增強(qiáng)的算法復(fù)雜度。改進(jìn)后，該估計(jì)器能夠根據(jù)信噪比的大小及時(shí)調(diào)整去噪增益

3、，改進(jìn)了增強(qiáng)效果。
　　2）為了獲得具有較高性能的語(yǔ)音增強(qiáng)系統(tǒng)，需要對(duì)噪聲譜進(jìn)行準(zhǔn)確地估計(jì)。本文引入了一種低延時(shí)低復(fù)雜度無(wú)偏的噪聲譜估計(jì)方法。該算法能夠及時(shí)對(duì)信號(hào)每一幀的噪聲譜更新，針對(duì)語(yǔ)音信號(hào)中含有的非平穩(wěn)噪聲，它能夠比較準(zhǔn)確地對(duì)噪聲譜進(jìn)行估計(jì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，相比傳統(tǒng)算法，該算法擁有較好的性能。
　　3）在對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行預(yù)估計(jì)過(guò)程中，采用的是基于對(duì)數(shù)譜最小均方誤差的方法，該方法預(yù)估出的語(yǔ)音信號(hào)更符合人耳聽(tīng)覺(jué)特性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，

4、將上述提到的噪聲譜估計(jì)方法應(yīng)用到該方法中，預(yù)估計(jì)的效果要優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。
　　2.基于聽(tīng)覺(jué)感知的語(yǔ)音增強(qiáng)
　　在語(yǔ)音信號(hào)和噪聲同時(shí)進(jìn)入人耳的噪聲環(huán)境中，針對(duì)需要對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的情況，本文提出了一種基于感知失真測(cè)度的增強(qiáng)方法。通過(guò)對(duì)人耳聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的模擬，將語(yǔ)音信號(hào)的能量進(jìn)行重新分配，使得人耳感知到的語(yǔ)音信號(hào)的失真測(cè)度最小化。在基于感知失真測(cè)度的增強(qiáng)系統(tǒng)中，可以針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，調(diào)節(jié)算法的延遲時(shí)間，從而能夠獲得不同的增強(qiáng)效