基于壓縮感知的語(yǔ)音信號(hào)壓縮重構(gòu)算法研究.pdf

1、傳統(tǒng)香農(nóng)采樣定理要求采樣率必須高于信號(hào)最高頻率的兩倍,就可以較好恢復(fù)原信號(hào),雖然實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的采集、壓縮和恢復(fù),但隨著采集數(shù)據(jù)和頻率的急劇增加,使得目前通信系統(tǒng)越來越難以承受。Candès等人提出的壓縮感知理論很好地解決了這個(gè)難題。壓縮感知將可稀疏的信號(hào)通過觀測(cè)從高階矩陣線性投影為低階,信號(hào)的采集和壓縮在此過程同時(shí)進(jìn)行,最后高概率精確地重建原始信號(hào)。壓縮感知跳出了傳統(tǒng)采樣的思維模式,所以必然會(huì)改變未來信號(hào)處理的方式。
　　首先,本文

2、綜述了壓縮感知以及在語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,系統(tǒng)概述了壓縮感知數(shù)學(xué)模型,圍繞信號(hào)稀疏,設(shè)計(jì)觀測(cè)矩陣和選擇重構(gòu)算法三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分類比較,并且分析了設(shè)計(jì)觀測(cè)矩陣的約束條件,討論了壓縮感知與香農(nóng)采樣的區(qū)別和聯(lián)系。
　　其次,概述了傳統(tǒng)語(yǔ)音信號(hào)處理的主要過程和語(yǔ)音信號(hào)特征,因?yàn)檎Z(yǔ)音具有良好的可壓縮性,所以壓縮感知理論可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的壓縮重構(gòu)。選擇DCT為稀疏基并驗(yàn)證了在清濁音的稀疏性,最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,選取一段采樣率為22.05

3、K的語(yǔ)音信號(hào),通過OMP算法和BP算法分別實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)重構(gòu),并對(duì)恢復(fù)的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行主觀和客觀評(píng)價(jià)分析,最后得出結(jié)論:
　　(1)語(yǔ)音信號(hào)的壓縮比值和幀長(zhǎng)對(duì)重構(gòu)信號(hào)的質(zhì)量都有影響;
　　(2)BP算法重構(gòu)語(yǔ)音質(zhì)量比OMP算法的高,但恢復(fù)信號(hào)時(shí)間較長(zhǎng)。
　　最后,結(jié)合普通壓縮感知中稀疏基、觀測(cè)矩陣和重構(gòu)算法的缺點(diǎn)引入自適應(yīng)算法,利用自適應(yīng)冗余字典KSVD算法、自適應(yīng)觀測(cè)矩陣和SAMP重構(gòu)算法,提出自適應(yīng)壓縮感知的概念,介紹