子空间分解方法在语音增强系统中的应用

介绍了基于子空间分解的单通道语音增强的方法，并利用有声/无声检测的判决算法提高了对噪声估计的准确度，通过KL展开将含噪语音分解为信号子空间和噪声子空间，并在信号子空间中对原始语音信号进行了最优的估计，有效地滤除了数字语音系统中的宽带噪声，并在一定程度上抑制了“音乐噪声”的影响，获得了较好的语音增强效果。     

基于最小统计量和掩蔽效应的单通道语音增强

利用人耳感知的掩蔽特性，并结合含噪语音能量的最小统计量估计，提出了一种低信噪比下的单通道语音增强算法。该算法对原始语音在Bark频带能量的最小统计量进行估计，从而准确估计含噪语音信噪比，再从感知的角度，在时域和Bark频域上合理调整增强系数，以实现语音增强的目的。实验表明，该增强算法能够在减小语音失真的同时，很好地抑制背景噪声和残余音乐噪声。     

一种基于噪声估计的语音激活检测算法

针对当前语音激活检测算法在低信噪比和复杂噪声模型的环境下性能损失的问题,提出了一种基于噪声估计的语音激活检测算法,通过对背景噪声进行自适应估计,得到准确的信噪比门限,同时利用估计背景噪声对短时谱进行白化处理,从而使得谱熵判决准则得以适用于复杂噪声模型的环境。实验证明,算法在低信噪比和复杂噪声模型下性能优于G.729B和AMR中的语音激活检测算法。     

基于噪声估计的改进能量熵语音端点检测算法

针对传统能量熵的短时能量与子带谱熵容易受噪声环境影响,低信噪比下端点检测性能下降的问题,提出一种基于噪声估计的改进能量熵语音端点检测算法.首先对语音进行噪声估计并以此计算语音存在概率;然后利用估计的噪声能量修正短时能量,用语音存在概率作为加权系数优化子带谱熵,并将两者结合生成改进的能量熵;最后给出基于噪声估计的动态门限以及实时的端点检测策略.实验结果表明,在信噪比5 dB、0 dB的多种噪声环境中,基于噪声估计的改进能量熵端点检测算法相比传统能量熵算法与改进子带能谱比算法,检测正确率平均提升7％.     

基于倒谱特征的带噪语音端点检测

在语音识别系统中产生错误识别的原因之一是端点检测有误差.在高信噪比情况下,正确地确定语音的端点并不困难.然而,大多数实际的语音识别系统需工作在低信噪比情况下,一些常规的端点检测方法,例如基于能量的端点检测方法在噪声环境下不能有效地工作.本文利用倒谱特征来检测语音端点,提出了带噪语音端点检测的两个算法,第一个算法利用倒谱距离代替短时能量作为判决的门限,第二个算法改进了基于隐马尔柯夫模型(HMM)的语音检测以适应噪声的变化,实验结果表明本方法可得到高正确率的带噪语音端点检测.     

基于两步噪声消除技术与高斯统计模型的语音增强算法

针对语音增强技术中先验信噪比参数的估计问题,本文通过结合两步噪声消除技术以及语音与噪声分量的高斯统计模型,在频率域中提出了一种新的先验信噪比估计算法。该算法基于直接判决方法的输出结果,利用最小均方误差估计理论直接计算当前帧纯净语音分量的谱能量,以获取带噪语音的先验信噪比估计。算法在保留两步噪声消除算法优点的基础上,无需语音增强系统中增益因子的任何先验条件,且在有效消除背景噪声的同时能够最大程度地抑制输出语音中音乐噪声的生成。多种噪声背景下的仿真结果表明:相对于经典的直接判决方法和新近的两步噪声消除算法,基于本文先验信噪比估计方案的语音增强系统在主观与客观评价标准下都具有更加优良的语音增强效果。      

基于Mel-TEO的带噪语音端点检测算法

针对短时TEO能量算法抗噪性差的缺点,提出了一种强噪声下的端点检测新算法.该算法在短时TEO能量端点检测的基础上,增加Mel倒谱距离判断环节,采用先粗判后精判的互补性两级判决机制.首先利用强抗噪性Mel倒谱距离进行端点粗判,然后再利用体现语音信号时域特征与语音共振峰特性的短时TEO能量进行端点精判.实验表明,在信噪比相对较低的环境下,该改进算法与传统的双门限法和短时TEO能量相比,在没有增加运算复杂度的同时提高了检测系统的准确度.     

一种基于噪声估计的能量检测自适应门限新算法

频谱感知是认知无线电研究的关键技术之一,能量检测法是典型的频谱感知方法,但传统能量检测法的性能很容易受噪声功率变化影响。本文提出一种基于噪声方差估计的能量检测自适应门限算法。该算法基于噪声统计模型实时估计噪声方差,自适应地设置判决门限,达到更充分利用频谱资源的目的。仿真结果证明,该算法能准确估计噪声方差,有效地提高频谱检测性能。     

改进的基于多特征的语音端点检测方法

噪声环境是语音识别性能下降的原因之一,端点检测作为其关键技术,其性能优劣在某种程度上决定了识别率的高低。提出一种改进的基于倒谱特征的带噪端点检测方法。在传统基于倒谱距离的算法上综合利用短时过零率和短时能量多特征作为最终判决的门限。实验结果表明,该方法计算效率较高,低信噪比下有较好的检测性能。     

基于实值离散Gabor变换的联合时频域语音增强

传统变换域语音增强方法对语音做短时平稳性假设,这会造成对语音信号和噪声信号谱估计不准确,从而导致语音失真和残留噪声。本文提出一种从联合时频域进行语音增强的方法,该算法无需对语音做短时平稳假设。算法采用具有最佳能量聚集特性的高斯变换核函数,利用能快速实现的实值离散Gabor变换（RDGT）将语音信号变换到联合时频域,然后利用语音和噪声谱服从高斯分布的假设和无语音概率的思想进行基于最小均方误差的语音对数谱估计,采用改进的最小受控递归平均算法（IMCRA）进行噪声时频谱估计,在得到纯净语音的谱估计后利用实值离散Gabor逆变换获得纯净语音估计。实验表明,该算法相比频域变换算法具有较好的语音去噪度和较低的语音失真度。      

端点检测中的一种新的对数能量特征

分析了端点检测中常用的短时线性能量和短时对数能量的优缺点,提出了一种新的对数能量特征,综合利用了前两者的优点而克服了它们的不足之处。同短时线性能量特征相比,不会造成幅度较小的辅音和静音的混淆,同时也不出现短时对数能量特征中的噪声段的特征值过大的问题,较好地反映了语音信号中不同部分(语音、噪声和静音)的区别,具有良好的区分性能。与基于模糊聚类的门限估计算法的结合使用后,使系统的识别率有了明显的提高。     

汉语数字耳语音识别研究

耳语音识别可应用于国家安全的某些特殊需要。运用双门限法对语音样本进行端点检测,通过实验分别找出短时能量、短时过零率的高低门限4个参数的最佳取值。深入分析研究参数的抗噪问题,在MFCC参数中引入短时能量、一阶差分、二阶差分等参数,增强MFCC的抗噪性。研究表明,在隐马尔可夫模型中,MFCC和LPCC联合运用讨论识别效果要远优于独立参数。     

基于信号递归度分析的语音端点检测方法

针对低信噪比、非平稳噪声环境下的语音端点检测,提出了一种基于语音/噪声的信源系统动力学特性差异,通过分析信号递归度变化,设定双门限判定语音端点的方法。和传统的能量法、倒谱距离测度法比较,准确率较高。为语音特征提取和识别研究提供了新的途径。     

高脉冲噪声坏境中双门限法语音端点检测研究

语音端点检测是对有效语音段的识别关键技术,准确的端点检测使语音信号的后续处理计算量减少,有效地节约资源。现在多数语音端点检测技术例如能频值、谱熵、小波能量熵变换等都能准确检测出有效的语音段。文中介绍了一种双门限端点检测法,即利用短时平均过零率和短时平均能量法进行双门限检测,再设置一个最短时间门限,有效地在高脉冲噪声环境中准确识别汉语发音。通过与其他方法对比实验,文中双门限技术在短时高脉冲噪声环境下能有效提高语音识别率。仿真结果表明,端点检测正确率达93%。     

改进的基于语音存在概率的噪声功率谱估计算法

噪声功率谱估计是语音增强算法中的关键技术之一.针对在非平稳噪声环境下噪声功率谱估计不够准确的问题,采用了基于后验语音存在概率的噪声功率谱估计算法,并对其中的语音存在概率估计算法进行了改进.利用语音信号的短时平稳性,在时域和频域上利用相邻帧和相邻频点的相关性估计当前帧的语音存在概率.仿真结果表明,该算法与原始算法及改进的最小值控制递归平均噪声估计(IMCRA)算法相比,能够有效提升非稳态噪声环境下噪声功率谱估计准确度和语音增强效果.     

语音端点检测中能零比方法的改进

传统的基于语音信号短时能量与短时过零率之比的单参数双门限端点检测方法对高信噪比的语音信号能实现较好的检测,而在低信噪比的情况下检测正确率却很低。本文在研究了语音信号的非线性分析方法后,提出了一种改进的端点检测方法。首先,对分帧加窗后的每一帧带噪语音信号进行经验模态分解求其短时Teager能量;然后,求每一帧的短时过零率,平滑处理之后进行归一化;最后,求出短时Teager能量与归一化短时过零率之比用于端点检测。经过仿真实验证明,本文提出的改进方法能够在低信噪比的带噪环境下实现比传统能零比方法更好的端点检测效果。     

基于子带能量累积变化的语音端点检测

噪声环境下的语音端点检测在稳健语音识别中占有十分重要的地位。根据噪音和语音子带能量的累积分布变化,提出一种新的语音信号端点检测算法。通过计算各帧的子带能量变化程度,并以此设定门限进行语音端点的检测。实验表明,与一些传统的端点检测算法比较,该算法在速度和抗噪声能力上都有所增强,适合低信噪比下的语音端点检测。     

基于小波包的阈值语音去噪算法研究

传统的小波阈值去噪算法会不可避免地造成有用语音信号的损失,达不到很高的信噪比。基于Donoho提出的传统阈值去噪方法,提出了一种新的阈值函数,该闽值函数结合了软阈值函数和灿律阈值函数的优点,不仅克服了硬阈值函数不连续的缺点,而且解决了软阈值函数存在的恒定偏差。实验仿真表明,新阈值函数的语音去噪方法无论在听觉效果上,还是信噪比指标上均明显优于传统的硬、软阈值方法。     

基于改进谱减法的语音增强

针对传统谱减法具有残余音乐噪声过强,清音部分损失严重的缺点,提出了一种利用语音信号的短时平均幅度差特征（AMDF）并结合短时平均幅度（AM）的语音检测算法,在原始语音估计式中引入了参数α和β,对传统的谱减法进行改进。根据采集的真实带噪语音数据,将传统谱减法和改进的谱减法结果进行了比较分析。在研究基于改进的谱减法的语音增强算法基础上,构建了以TMS320VC5509和TLV320AIC23 Codec为核心器件的实时系统,能够有效地提高语音信噪比．信号的信噪比由12．2dB提高到了4．0dB．改善了语音质量。