語(yǔ)音增強(qiáng)算法研究.pdf

1、語(yǔ)音增強(qiáng)是一種當(dāng)語(yǔ)音通信系統(tǒng)的輸入或輸出信號(hào)受到噪聲干擾時(shí)提高其性能的技術(shù)。它的主要目的是降低背景噪聲，提高語(yǔ)音質(zhì)量或抑制同聲道語(yǔ)音干擾。簡(jiǎn)單的講，就是從帶噪聲語(yǔ)音信號(hào)中提取盡可能純凈的原始語(yǔ)音。 人們?cè)谡Z(yǔ)音通信過(guò)程中，常常會(huì)受到環(huán)境噪聲的干擾而使通話(huà)質(zhì)量下降。噪聲不僅影響語(yǔ)音的質(zhì)量和清晰度，而且還造成人耳的聽(tīng)覺(jué)疲勞，妨礙正常的語(yǔ)音通信。在這種情況下，有必要采用語(yǔ)音信號(hào)處理的方法對(duì)帶有噪聲的語(yǔ)音進(jìn)行增強(qiáng)處理，抑制背景噪聲，提高語(yǔ)

2、音通信質(zhì)量。因此，研究語(yǔ)音增強(qiáng)算法在實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 本論文主要從以下兩個(gè)方向進(jìn)行增強(qiáng)算法的研究：短時(shí)譜估計(jì)語(yǔ)音增強(qiáng)算法和在小波包變換語(yǔ)音增強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)下的語(yǔ)音增強(qiáng)算法。傳統(tǒng)基于短時(shí)譜估汁的語(yǔ)音增強(qiáng)算法盡管都可以在一定程度上消除噪聲，但是都會(huì)在不同程度上產(chǎn)生“音樂(lè)噪聲”。Ephraim和Malah提出的基于MMSE估計(jì)算法能夠在一定程度上抑制殘留的“音樂(lè)噪聲”，但是沒(méi)有給出理論的解釋。OliverCappe研究得出結(jié)論：先

3、驗(yàn)信噪比和后驗(yàn)信噪比有相似的輪廓，但是比后驗(yàn)信噪比延遲了一幀。這個(gè)偏差是因?yàn)镋MSR中直接判決算法(Decision-Directed)用前面的語(yǔ)音幀功率譜來(lái)估計(jì)當(dāng)前幀的先驗(yàn)信噪比，使得當(dāng)前語(yǔ)音幀的噪聲抑制增益估計(jì)不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致殘留“音樂(lè)噪聲”的產(chǎn)生。本文結(jié)合譜增益觀點(diǎn)和基于直接判決先驗(yàn)信噪比估計(jì)算法，采用了一種基于譜增益迭代先驗(yàn)信噪比估計(jì)的改進(jìn)算法。首先利用先驗(yàn)和后驗(yàn)信噪比的初始估計(jì)值算出譜增益的初始值，然后按照傳統(tǒng)的譜增益語(yǔ)音增強(qiáng)

4、方法，求出初次純凈語(yǔ)音的估計(jì)值，然后利用純凈的語(yǔ)音估計(jì)值計(jì)算出新的先驗(yàn)信噪比，進(jìn)而得到新的譜增益，如此反復(fù)，逐步更新、逼近純凈語(yǔ)音信號(hào)估計(jì)值，達(dá)到語(yǔ)音增強(qiáng)效果。除此之外，傳統(tǒng)的語(yǔ)音增強(qiáng)算法如譜減法適用于信號(hào)是平穩(wěn)的且具有明顯區(qū)別于噪聲的譜特性的情況，若應(yīng)用于非平穩(wěn)信號(hào)時(shí)則存在著無(wú)法克服的弱點(diǎn)，并且消噪效果不明顯；用維納濾波和卡爾曼濾波方法消噪時(shí)，需要知道一些先驗(yàn)知識(shí)?；谛〔ㄗ儞Q的語(yǔ)音增強(qiáng)算法可以很好處理非平穩(wěn)信號(hào)。它具有自適應(yīng)性，先驗(yàn)