基于谱减法的语音增强技术研究-

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1、基于谱减法的语音增强技术研究摘要：本文主要研究目的是增强语咅质量，减少语咅失真和提高其可懂度。首先介绍了语音增强的发展状况及研究意义，详细对比分析了各种语音增强算法的优缺点，着重研究了语音增强的相关基木理论。在以上研究分析的基础上，木文采用了谱减法进行语音增强，给出谱减法的基本原理和实现过程。此外，本文采用语音激活检测(VAD)方法进行噪声估计。整个算法用MATLAB进行模拟仿真,仿真结果表明，所提出的算法在去除背景噪声的同时，保证了较小的语咅失真，主观测听效果也比较理想。关键词:语音增强；谱减法；噪声估计；语音激活检测StudyofSpeechE

2、nhancementTechnologyBasedonSpectralSubtractionAbstract:Thepurposeofthispaperistoimprovespeechquality,toreducespeechdistortion,andimprovespeechintelligibility.Wefirstintroducethedevelopmentandsignificanceofspeechenhancement,andgiveadetailedcomparisonofvariousspeechenhancemental

3、gorithms.Especially,westudythebasictheoriesofspeechenhancement.Then,ontheanalysisabove,weusespectralsubtractiontoimprovespeechquality,andalsointroducebasicprincipleofspectralsubtraction.Furthermore,weadoptthenoiseestimatorbasedonVoiceActivityDetection(VAD)toestimatenoise.Inthe

4、experimentofthispaper,thespeechenhancementalgorithmisimplementedoncomputerwithMATLAB.Thesimulationresultindicatesthatthealgorithmcaneliminatenoiseverywell,ensurethesmallervoicedistortionandalsomorepleasanttoahumanlistener.Keywords:speechenhancement;spectralsubtraction;noiseest

5、imation;VAD第1章绪论01.1课题研究背景01.2语音增强的历史和发展现状11.3本文主要研究内容3第2章语音增强的理论基础52.1人耳感知特性52.2语音特性分析52.3噪声分类及其特性62.4语音信号的短时处理72.4.1语音信号预处理72.4.2语咅信号加窗分帧82.4.3语音信号的短吋傅立叶变换82.5语音增强性能92.5.1语音质量的主观评价92.5.2语音质量的客观评价10第3章基于谱减法的语音增强技术123.1谱减法的基本原理123.2谱减法建立的假设143.3“音乐噪声”的产生153.4语音端点检测技术153.5基于谱减法

6、的语音增强算法流程173.6实验结果与分析18第4章结论214.1致谢224.2参考文献23第1章绪论1.1课题研究背景人们在语音通信过程中不可避免地会受到来自周围环境、传输媒介引入的噪声、通信设备内部电噪声乃至其他讲话者的干扰。这些干扰最终将使接收者接收到的语咅已非纯净的原始语咅信号，而是受噪声污染的带噪语咅信号⑴。例如，安装在汽车、飞机或舰船上的电话，街道、机场的公用电话，常受到很强背景噪声的干扰，严重影响通话质量。又如，室内会议电话的交混回响随同语音广播到每个会议地点，影响收听效果。再如深海潜水员在氨-氧面罩内讲话引起的失真,语言障碍残疾人的

7、语音失真，有历史价值的I口唱片、I口录音带的噪声和失真等，都是带噪语音信号的例子。环境噪声污染使许多语音处理系统的性能急剧恶化。例如，语音识别⑵己取得重大进展，正在步入实用阶段。但目前的识别系统大都是在安静环境中工作的,在噪声环境中尤其是强噪声环境，语音识别系统的识别率将受到严重影响。低速率语音编码，特别是参数编码，也遇到类似问题。由于语音生成模型是低速率参数编码的基础，当模型参数的提取受到混杂在语咅中背景噪声严重干扰吋，重建语音的质量将急剧恶化，甚至变得完全不可懂。在上述情况下，语音增强作为一种预处理手段，不失为解决噪声污染的一种有效途径。在实际

8、需求的推动下，早在上个世纪60年代语音增强这个研究课题就引起人们的注意，此后40多年人们一直锲而不舍地进行这方面的研究。随