低信噪比环境下语音增强与激活检测算法研究

《低信噪比环境下语音增强与激活检测算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TN912密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目低信噪比环境下语音增强与激活检测算法研究英文题目TheResearchonSpeechEnhancementandVoiceActivityDetectioninLow硕士研究生指导教师学科专业SNREnvironment曹亮张天骐教授电子与通信工程论文提交日期2013—4—25论文答辩日期2013—5—26论文评阅人超煎直望：．．五聱趱鲤出盘遨：答辩委员会主席——监一盘盈．蝉避2013年5月30日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所

2、知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽由E电太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：罅劭签字日期："Tx>l；年多月多日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重麽邮电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽邮电盍堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或

3、扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：噜葡导师签名：笞侈冢礅签字日期：沙哆年多月名日签字日期：耖I弓年6月,It日摘要语音信号作为一种典型的非平稳信号，是人类传递信息最方便、最有效和最重要的方式，具有便捷性、高效性、随机性、交互性等显著特点，在人类文明和社会进步中起着重要的作用。随着计算机技术和信息处理技术的迅速发展，数字化的语音的传输、储存、识别、合成和增强等是数字化通信网中最重要组成部分之一，并在工业、军事、交通、医学等领域有着广泛的应用。所以对语音信号的研究具有极大的市场需求和应用

4、前景。日常生活中语音处理技术都要受到噪声的干扰，噪声的存在破坏了听觉特性，弱化了语音特征之间的区分性，在低信噪比环境下，系统性能显著下降。作为语音信号处理系统中两种典型的前端处理技术，语音增强和激活检澳lJ(VoiceActivityDetection，VAD)在提升系统性能发挥重要的作用。好的语音增强方法和激活检测方法在语音编码中能降低噪声的比特率；在语音识别中能提高识别精度，达到减少识别时间的目的。所以对低信噪比环境下语音增强和激活检测的研究越来越受到人们的关注。本文主要分为两个部分：语音增强技术和语音激活检测技术。在现有的方法基础上

5、结合了听觉掩蔽效应、多窗谱分析、奇异值分解等相关理论，本文的主要工作包含以下几个方面：(1)主要介绍了一些语音信号处理的相关知识，从语音信号产生的数字模型入手，对语音信号数字模型进行介绍。为了体现语音信号的固有特征，还分别列举出语音信号的噪声信号的特性。还介绍了语音信号预处理技术，为后续的语音信号处理提供了保障。最后分别从时域、频域和倒谱域分别介绍了常用的语音信号处理分析方法。(2)针对传统谱减法去除背景噪声和抑制残余噪声能力有限的问题，研究了一种将多频带谱减和听觉掩蔽效应相结合的语音增强方法，首先用加权递归平滑的方法估计噪声的功率谱，对

6、带噪的语音信号进行多频带谱减；然后计算听觉掩蔽阈值；再根据掩蔽阈值动态地调节谱减因子；最后通过增益函数得到增强后语音信号的频谱。通过实验仿真表明，与传统的谱减法相比，该算法在信噪比较低情况下，背景噪声和残余噪声得到了有效的抑制，语音信号的清晰度和可懂度也有了明显提升。(3)针对语音激活检测在低信噪比环境中的检测效果差的问题，并结合多窗谱具有更小的偏差和方差，适用于短时时间序列的特点，研究了一种基于奇异谱的语音激活检测方法。首先用用离散扁椭圆序列(discreteprolatespheroidalsequentes．重庆邮电大学硕士论文DP

7、SS)构造每一帧语音信号的相关矩阵；然后对相关矩阵进行奇异值分解：利用奇异值可以区分有用信号和噪声分布情况的特性，将每一帧语音信号经过加权处理后的最大奇异值与自适应阈值进行比较来实现语音激活检测。该方法原理简单，通过实验仿真表明，在低信噪比环境下，和基于对数能量方法相比，本文方法也能够很好的区分语音段和非语音段，有良好的检测性能。上述各种方法都进行了Matlab仿真、分析和比较，验证了提出的方法，并且能达到提高算法性能的目的，为实际应用提出了一种可行性方案，具有一定的实用价值和应用前景。关键词：语音增强，语音激活检测，听觉掩蔽效应，DPS

8、S，奇异值分解IIAbstractAsakindoftypicalnon-stationarysignal，speechisthemostconvenient，themosteffective