利用递归平均和谱减技术的语音增强方法

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1、万方数据ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用2009，45(8)221利用递归平均和谱减技术的语音增强方法何悦，何培宇，王三山HEYue，HEPei-yu，WANGSan-shan四川大学电子信息学院，成都610064CofiegeofElectronicandInformation，SichuanUniversity，Chengdu610064，ChinaE—mail：ho_ya@163．corn衄Yue，HEPei—yll，WANGSan--shan．Methodofspeechenhancemen

2、tbasedOilrecursiveaveragingandspectralsubtraction．ComputerEngineeringandApplications，2009，45(8)：221-223．Abstract：Thiscontributionpresentsanalgorithmforspeechenhancementbymeansofanimprovedspectralsubtraction．Inthisalgorithm，anoisespectrumestimationapproachbyminimacontroUedrecumi

3、veaveragingisutilizedfirstly，thusnovoiceactivitydetectionisneededhere，secondly，theoccurrencepossibilityof“musicalnoise’’isreducedbymakingUSeofarecursivelycalculatedover—subtractionfactorbasedonsub—bandsignal—to—noiseratio．Analysisandexperimentresultsshowthatthisalgorithmelimina

4、testhe“musicalnoise”toacertainextentandeffectivelyimprovestheoutputsignal—to—noiseratio．Keywords：noisespectrumestimation；spectralsubtraction；speechenhancement摘要：提出了一种基于改进的谱减法的语音增强算法。该算法首先利用了一种由最小值控制的递归平均的噪声谱估计算法，因而无需语音端点检测，其次利用一种通过递归计算得到的基于子带信噪比的过减因子，减，J、了产生“音乐噪声”的可能性。分析和实验表明，提

5、出的算法对“音乐噪声”起到了一定的抑制效果，并有效地提高了输出信噪比。关键词：噪声谱估计；谱减法；Gz-音增强DOI：10．3778／j．issn．1002—8331．2009．08．066文章编号：1002—8331(2009)08—0221-03文献标识码：A中图分类t争：TN9121引言实际环境中，许多语音处理系统由于受到外界环境噪声的干扰性能急剧恶化，此时若采用语音增强技术进行预处理，将有效地改善系统性能。谱减法作为语音增强算法的一类，因其运算量小，容易实现，增强效果较好，是目前最常使用的一种方法。对于基于谱减法的语音增强算法，究其核心，主要

6、是噪声谱估汁算法和减法规则。对于噪声谱估计算法，传统的基于谱减法的语音增强算法是通过对非语音帧进行递归平均来实现的，而这就需要对带噪语音信号进行语音端点检测，但是对于输入信噪比较低或者背景噪声非平稳的情况，该检测的可靠性很低。文献fl】中提出了一种基于最小统计量的噪声谱估计算法，该算法无需语音端点检测。但是，这种估计算法对异常值很敏感Ⅻ，此外，特别是当最小值搜索窗长度较小时，此算法还有可能出现过估计的现象，导致语音成分被衰减。针对上述问题，提出了一种基于递归平均的子带噪声谱估计算法，其中，因为相邻子带以及相邻帧之问语音具有强相关性，控制递归平均的平滑

7、因子被没置为一个基于时、频变化的关于语音信号出现概率的函数。这样一来，既避免了传统的语音端点检测带来的不确定性影响，又使噪声谱无论是在非语音帧还是语音帧都可以得到连续更新。对于减法规则，基于文献【1，3]qu猷J建议，将子带信噪比纳入到权值的计算当中去，提出了一种改进的基于短时谱的减法规则。仿真实验表明，本文提出的语音增强算法在较好地保持语音自然度的前提下，对“音乐噪声”起到了一定的抑制效果，并有效地提高了输出信噪比。2算法描述本文提出的算法是一种基于频域处理的谱减法，其流程图如图1所示。该算法对带噪语音信号的短时频谱幅度做了适当修改，以使修改后的信

8、号尽可能地接近纯净语音信号。算法中谱权的计算是通过估计子带噪声谱以及执行减法规则来实现的。图1频域处理框图基