自適應(yīng)閾值小波包語音增強(qiáng)算法的研究.pdf

1、語音增強(qiáng)就是要從被噪聲污染的語音中提取出有用的語音，濾除噪聲的技術(shù),也是語音信號處理技術(shù)中的研究熱點(diǎn);其目的就是要去除掉背景噪聲，提高語音的質(zhì)量和可懂度，使聽音人在樂于接受增強(qiáng)語音的同時(shí)能夠更好的理解語音，而這些目的通常不能兼得，要根據(jù)具體應(yīng)用有所側(cè)重。本文首先闡述了小波變換基礎(chǔ)理論及基于小波包變換語音增強(qiáng)算法的基本原理，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真。
　　 針對傳統(tǒng)軟、硬閾值函數(shù)小波包語音增強(qiáng)算法增強(qiáng)的語音存在語音失真的問題，提出新閾值函

2、數(shù)的小波包語音增強(qiáng)算法。新閾值函數(shù)對小波包系數(shù)絕對值大于、小于給定閾值的兩個(gè)區(qū)間均作了改進(jìn)，一方面是對軟、硬閾值函數(shù)的靈活結(jié)合;另一方面對傳統(tǒng)閾值函數(shù)中直接取零值的部分用非線性函數(shù)作了修正，使閾值函數(shù)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)取值區(qū)間之間的平緩過渡。仿真結(jié)果表明，和傳統(tǒng)算法相比，新算法在高斯白噪聲和有色噪聲背景下均能取得良好的增強(qiáng)效果，減少了語音失真。
　　 由于噪聲是多變的，因此固定閾值小波包語音增強(qiáng)算法也會造成語音失真，針對此間題，提出自適

3、應(yīng)閾值小波包語音增強(qiáng)算法，主要包括以下兩方面的內(nèi)容:
　　 1.提出用后驗(yàn)信噪比修正的小波包自適應(yīng)閾值，該算法先用本文結(jié)合掩蔽效應(yīng)改進(jìn)的非平穩(wěn)噪聲估計(jì)算法估計(jì)噪聲功率，確保計(jì)算出準(zhǔn)確的節(jié)點(diǎn)后驗(yàn)信噪比;再用含有此后驗(yàn)信噪比的Sigmoid函數(shù)對相鄰幀的隨尺度變化的閾值進(jìn)行平滑，保證了閾值的連續(xù)性;進(jìn)一步用指數(shù)化的后驗(yàn)信噪比自適應(yīng)修正閾值，減少了語音失真。
　　 2.改進(jìn)了Bark尺度小波包分解結(jié)構(gòu)，改進(jìn)的分解結(jié)構(gòu)可以更好地

4、模擬人耳的聽覺感知特性。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新算法提高了增強(qiáng)語音的信噪比、分段信噪比和感知語音質(zhì)量評價(jià)(PESQ)，減小了語音失真;與固定閾值小波包語音增強(qiáng)算法相比，具有更好的增強(qiáng)效果。
　　 為了使自適應(yīng)閾值小波包語音增強(qiáng)算法達(dá)到最佳的增強(qiáng)效果，還將在語音去噪與失真之間可以統(tǒng)籌兼顧的子空間語音增強(qiáng)方法引入到了自適應(yīng)閾值小波包方法中，提出聯(lián)合改進(jìn)子空間的自適應(yīng)閾值小波包語音增強(qiáng)算法。該算法用自適應(yīng)閾值小波包方法對經(jīng)過霍特林變換(K