基于谱减法的内话系统语音增强技术

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1、第29卷第4期2011年8月中国民航大学学报JOURNALOFCIⅥLAⅥATIONUNIVERSrrYOFCHlNAV01．29No．4August2011基于谱减法的内话系统语音增强技术韩丹(中国民用航空华北地区空中交通管理局天津分局，天津300300)摘要：在现有的地空通信遥控系统中，语音交换和控制系统即内话系统所采用的比选技术很难保证输出语音信号的质量。提出结合比选技术和改进的谱减法来增强地空通信语音质量。并给出了实现方案。最后利用DSP实现了内话系统语音增强的原型实验系统，．实验结果表明系统达到了语音比

2、选以及增强的目的。关键词：内话系统；语音增强；谱减法；比选；语音端点检测中图分类号：r11P391文献标识码：A文章编号：1674—5590{2011)04-0031—04SpeechEnhancementTechnologyinVSCSBasedonSpectralSubtractionMethodHANDan(TianjinAir丁坳cManagementSub-bureauofCAAC，Tianjin300300，China)Abstract：Nowadays，speechvotingtechnologyu

3、sedbyVoiceSwitchingandControlSystem(VSCS)inairgroundcommunicationremotecontrolsystemishardtoensurethequalityofoutputspeech．Anewmethodcombiningwithspeechvotingandimprovedspectralsubtractionispresentedinthispaper．Atthesametime，arealizationsc'hemeisgiven．Finally

4、，anexperimentalsystemprototypetoenhancespeechinVSCSisimplementedonDigitalSignalProcessor(DSP)．TheexperimentalresultsshowthatthesystemcanperformspeechvotingandenhancemenLKeywords：VSCS；speechenhancement；spectralsubtraction；speechvoting；speechendpointdetection现今

5、的空中交通管制系统基于管制员与飞行员之间的语音通信来传送与飞行相关的控制指令和其他消息。而甚高频(VHF)话音通信是传统地空通信中最常用的一种地空语音通信手段，其通话质量稳定可靠，话音质量较高。但VHF受视距传播的限制及地形的影响【lJ，一个较大空域或航路的通信覆盖通常难以用一个台站实现，因此实际中采用多个同频异址台站的形式，即VHF遥控系统，该系统利用多个远端VHF电台的“中继式”覆盖来达到整个航路的VHF覆盖。通常多路同频异址话音信号进入话音交换系统前需先经过适当的延时送入比选器12】，通过预先确立的优选原则

6、，进行多路信号的实时比较，选出最佳一路信号送到内话系统的管制员面板，供管制员监听。但是语音会不可避免地受到噪声影响，而比选器仅进行简单的语音质量比较，并没有利用语音信息进行进一步的增强，针对这一缺点，本文的目的就是结合语音增强与信号比选，消除背景噪音，改善语音质量，增强管制安全。1语音增强技术带噪信号的增强是语音信号处理研究中一个重要分支。从带噪的语音中提取原始语音信号的方法很多[31，在单信道条件下，谱减法以其运算量小、原理简单、易于实现并且有不错的增强效果而得到了广泛的应用。在VHF地空通信中，常见噪声为加性

7、宽带噪声，但是各台站相距很远，不能使用多通道的语音增强技术，只能应用单通道的语音增强技术。1．1基本谱减法由文献14】可知，被噪声污染的语音在10。30ms的分帧内可以近似看作是一平稳随机过程与不相关的。加性噪声之和，具体可由式(1)表示收稿日期：201l戒一21；修回日期：2011删l作者简介：韩丹(1983一)，女，湖北武汉人．助理工程师，硕士，研究方向为空管设备集中监控与管理．一32一中国民航大学学报2011年8月y(t)=s(t)+d(t)(1)式中：s(￡)为纯净语音信号；d(￡)为噪声信号。用Y(to

8、)、S(w)和O(w)分别表示y(t)、s(￡)和d(t)的傅里叶变换，则功率谱式(2)成立IY(w)I‘=

9、S(w)l‘+lD(w)r(2)在实际对功率谱的计算中，用一小段加窗信号来计算式(2)，此时式(2)表示为Iy。(cc，)I‘=l&(∞)I‘+lD。(∞)I‘+＆(c￡，)仇+(∞)+鼯(∞)D。(∞)(3)式中：下标W表示加窗信号；半表示复共轭。根据发语音前的