基于维纳-小波阈值的语音去噪方法研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）基于维纳-小波阈值的语音去噪方法研究郑永敏二○一八年五月分类号：TN912.3学校代号：11845UDC：621.3密级：学号：2111504040广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）基于维纳-小波阈值的语音去噪方法研究郑永敏指导教师姓名、职称：鲍鸿教授学科(专业)或领域名称：控制科学与工程学生所属学院：自动化学院论文答辩日期：2018年5月31日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster

2、（MasterofEngineeringScience）ResearchtheSpeechDenoisingMethodBasedonWienerFilteringandWaveletThresholdCandidate:ZhengYong-minSupervisor:BaoHongMay2018SchoolofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006摘要摘要语音去噪，指的是通过技术手段将我们需要的重要语音信号从杂乱的

3、噪音中提取出来，并且将噪音带来的影响尽量减少，尽最大努力分离出纯净的原始语音信号。因此，语音去噪的意义在于尽可能地减少带噪语音中的噪音信号，使语音更加纯净易于人耳接收。首先，论文介绍语音去噪的研究意义、语音去噪的研究历史和发展现状、给出了本论文的研究内容和结构安排，并介绍人耳感知特性，噪声的分类，语音信号特征与信息量；然后说明语音去噪的信号模型及现有常用的去噪方法，介绍常用信噪比作为语音去噪的评价标准。其次，介绍维纳滤波的基本原理和维纳滤波算法实现的具体步骤，并对维纳滤波算法进行仿真实验，对纯净语音信号分别叠加不同信噪比和不同类型

4、的噪声信号使用维纳滤波，得到滤波后的语音信号波形图，并计算出经过维纳滤波后带噪语音信号的信噪比，分析维纳滤波算法对不同类型的噪声叠加不同信噪比时的滤波效果。再次，论文重点介绍小波变换基本理论，几种常见的小波函数及选取小波函数主要考虑因素，详细地分析小波阈值去噪原理、阈值函数的选择和四种阈值规则，通过仿真实验，比较四种阈值规则在不同分解层数下的去噪效果。最后，提出一种维纳-小波阈值去噪方法，也是论文的创新之处。该方法利用维纳滤波的最小均方误差特性，可以过滤掉绝大部分噪声，然后进行小波阈值二次去噪。这种方法能够有效地避免使用小波阈值过

5、滤部分有用的语音信号，降低去噪后的语音质量。通过四个仿真实验，对分别叠加不同信噪比不同噪声类型的带噪语音信号，分别使用小波阈值法和维纳-小波阈值法进行去噪处理，比较两者的去噪效果。实验结果表明，使用维纳-小波阈值法处理后的语音信号信噪比使用小波阈值法处理的大幅提高，说明维纳-小波阈值法比小波阈值法的去噪效果更好，更能有效地进行带噪语音信号的去噪。关键词：维纳滤波；小波变换；阈值；信噪比；去噪I广东工业大学硕士学位论文AbstractSpeechdenoisingwhichisextractingtheimportantspeech

6、signalsweneedfromthenoisynoisebytechnicalmeans,andtominimizetheimpactofthenoiseandtryourbesttoseparatethepureoriginalspeechsignal.Therefore,thesignificanceofspeechdenoisingistoreducethenoisesignalinnoisyspeechasmuchaspossibleandmakethespeechmorepureandeasytoreceive.Fi

7、rst,thepaperfirstintroducetheresearchsignificanceofspeechdenoising,thehistoryanddevelopmentofspeechdenoising,andgivestheresearchcontentsandstructureofthispaper,andintroducesthecharacteristicsofhumanearperception,noiseclassification,speechsignalfeaturesandinformationco

8、ntent.Then,introducethesignalmodelofspeechdenoisingandthecommonlyuseddenoisingmethodsareintroduced,andtheSNRisintroducedasth