基于短时谱最小均方误差估计的语音增强和剩余噪声衰减

本文研究了三种基于语音短时谱最小均方误差估计的语音增强方法:短时谱幅度最小均方误差估计,短时对数谱最小均方误差估计和短时相对谱幅度最小均方误差估计,在理论分析基础上对它们进行了实验研究.计算机仿真结果表明,在加性白色高斯噪声污染下,当带噪语音信噪比为+5～-10dB时,处理后的语音信噪比提高了3.4～12dB。短时对致谱最小均方误差估计的效果最好,试听实验也证实了这一点。 文中还对增强后剩余噪声的衰减问题进行了研究。利用中心削波并对估值器中的增益函数进行修正,可明显地减弱剩余噪声。     

一种基于MMSE-LSA和VAD的语音增强算法

通过介绍语音增强的特点,详细分析了最小均方误差对数谱幅度估计(MMSE-LSA)算法,并提出了与MMSELSA算法相匹配的语音激活检测(VAD)算法。该方案计算简单、易于实现且语音增强效果好,能够动态地跟踪背景噪声的变化。最后通过仿真分析,比较了MMSE-LSA与其它几种语音增强算法的增强效果。     

改进型短时对数谱的语音增强算法的DSP实现

通过研究单通道条件下基于语音短时对数谱的最小均方误差（MMSE—LSA）估计的语音增强算法，简化了算法难度，改进了实时性。引入了最佳修正短时对数谱估计，能在信号存在的不确定性下最小化语音信号对数谱的均方误差。试验证明此方法的语音增强效果较好，尤其在较低信噪比时效果更明显。算法用浮点DSP TMS320VC33实现，能有效抑制背景噪声。     

一种改进型MMSE语音增强方法

本文提出了一种改进型语音短时谱最小均方误差(MMSE)估计的增强方法。通过在每一帧及帧内每一频点对无音的概率(SAP)进行估计,得到Ephraim和MalahMMSE估计算法的改进形式。对增强后的语音客观和主观测试表明:在低信噪比条件下,相对于传统的谱减法和MMSE估计方法,这种改进的方法能更好的抑制背景噪声和残留的“音乐噪声”。     

基于最小统计与MMSE—LSA的语音增强

提出了一种基于最小统计及短时对数谱幅度最小均方误差估计单通道语音增强算法,并在此基础上对其进行了修正。噪声功率谱估计不需要VAD进行有无语音的检测,并在每帧数据都进行更新,可跟踪变电平噪声。该算法在MMSE—LsA准则下得到谱增益函数,并考虑到纯净声音信号频谱特性,对增益函数进行了修正。实验结果表明,该算法可有效去除噪声,在消除音乐噪声的同时对语音信号产生很小的失真,并易于实时处理。     

基于短时对数谱估计MMSE的语音增强算法研究

结合语音激活检测(VAD)技术对短时对数谱估计最小均方误差(LSA-MMSE)语音增强算法进行了改进。通过实验表明,LSA-MMSE增强算法在消除背景噪声、增加语音清晰度和提高语音自然度等方面比谱减法更加有效。     

帧间约束MMSE语音增强算法

本文主要讨论基于语音短时谱估计的语音增强算法，在语音短时谱幅度最小均主误差估计（ＭＭＳＥ）的基础上，本文提出了一种基于帧间频域分布约束的改进的语音短时谱幅度ＭＭＳＥ估计算法，该算法充分利用了语音分析帧之间存在的相关性，并以频域分布约束的形式结合到估计式中，考虑到在ＭＭＳＥ估计式中需要利用语音频谱的分布，本文采取了两种解决办法，利用高斯分布模型进行近似；利用语音材料进行统计得到近似的分布模型，新算法     

基于多元Laplace语音模型的语音增强算法

传统的短时谱估计语音增强算法通常假设语音谱分量相互独立,没有考虑语音谱分量间的相关性。针对这一问题,该文提出一种新的基于多元Laplace分布模型的短时谱估计算法。首先,假设语音的离散余弦变换(DCT)系数服从多元Laplace分布,以此利用谱分量间的相关性;在此基础上,利用多元随机矢量的高斯尺度混合模型表示,推导得到语音DCT系数矢量的最小均方误差(MMSE)估计的解析表达式;并进一步推导了基于该分布模型的语音存在概率,对最小均方误差估计子进行修正。实验结果表明,该算法在抑制背景噪声和减少语音失真等方面优于传统的语音增强方法。     

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。      

基于高斯混合模型的压缩域语音增强方法

 为了有效利用纯净语音导抗谱频率参数(ISFs)的先验知识,本文针对ITU-T G.722.2宽带语音编码标准提出了一种基于高斯混合模型的压缩域语音增强方法.首先,将含噪语音、纯净语音的导抗谱频率参数,以及对应的增益调整因子构成特征矢量,并利用高斯混合模型拟合其概率密度;然后,在最小均方误差 (MMSE) 准则下对纯净语音的特征参数进行最优贝叶斯估计.为了兼容编码器中的非连续性传输模式,当处理信号为非语音信息时,算法在保持噪声帧谱包络参数不变的前提下,按固定比例调整对数帧能量;且若出现帧擦除情况,算法不调整接收到的码流,并按正常帧处理方式调整恢复后的参数以更新相关历史.本文采用ITU-T G.160标准进行了性能测试,结果表明,与参考方法相比,所提方法在保证信噪比提高能力的同时,可以达到更大的噪声衰减量,且增强语音的客观质量更优.     

结合人耳听觉感知的两级语音增强算法

针对现有语音增强算法面临残留噪声这一问题,结合人耳听觉系统的掩蔽特性,本文提出了一种优化的语音增强算法。算法分为两级,第一级利用MMSE-LSA谱估计法对带噪语音进行降噪处理,经过处理后,带噪语音信号的信噪比得到了提高。然后,针对第一级增强语音信号中的残余噪声利用人耳听觉掩蔽特性掩蔽掉。为此,算法结合人耳听觉掩蔽特性设计了感知增强滤波器,该滤波器能够有效去除第一级增强语音信号中的残留噪声。仿真实验表明,在各种复杂背景噪声以及信噪比环境下,经过本文算法处理后的增强语音信号残留噪声明显减少,算法提升了增强语音的主观感知质量。      

结合差分阵列与幅度谱减的双麦语音增强算法

为了抑制小型语音通信设备中的方向性噪声干扰问题,提出了一种结合差分阵列与幅度谱减的双麦语音增强算法。该算法首先利用一阶差分阵列技术,对两麦克风采集到的带噪语音信号进行处理,得到语音通道信号和噪声通道信号。接着利用差分阵列处理后的两通道信号对语音通道信号的信噪比进行估计。最后利用幅度谱减法对语音通道信号中残留噪声进行消除。针对语音通道信号的信噪比估计,本文给出了两种新奇的计算方法。仿真实验表明,该算法有效的抑制了方向噪声,改善了语音的质量,去噪效果及语音质量均优于对比算法。      

一种基于模板匹配的语音识别算法

语音识别是语音信号处理的一个重要研究方向,涉及到生理学、心理学、语言学、计算机科学以及信号处理等诸多领域,广泛应用于控制、通信、消费品等行业。文中介绍了一种简单的语音识别算法。该算法主要流程包括预处理、端点检测、提取特征值、模式匹配4个过程,其中端点检测以幅值为标准,特征值采用临界带特征矢量,模板匹配采用DTW算法。主...     

Epoch Extraction by Phase Modelling of Speech Signals

Epochs are instants of significant excitation of vocal-tract system in speech production process. In this paper, we attempt to extract information about epochs from phase spectra of speech signals. The phase spectrum of speech is modelled as the response of an allpass (AP) filter, and the resulting error signal is used for epoch extraction. The parameters of AP model are estimated by imposing sparsity constraints on the error signal. The error signal, thus obtained, exhibits prominent peaks at epoch locations. The epochal candidates obtained from the error signal are refined using a dynamic programming algorithm. The performance of the proposed method is consistent across genders and is comparable with the state-of-the-art methods.     

基于稀疏性的相位谱补偿语音增强算法

相位谱补偿语音增强算法通过调整相位谱对噪声进行压缩,提高重构信号的质量。针对传统的相位谱补偿(phase spectrum compensation, PSC)语音增强算法采用固定的相位补偿因子,且算法的性能易受噪声估计准确性的影响,提出了一种基于稀疏性的相位谱补偿(sparsity-based phase spectrum compensation, SPSC)语音增强算法。首先,利用噪声估计算法得到噪声幅度谱,利用基于幅度谱的语音增强算法得到目标语音幅度谱;接着,通过噪声和目标语音幅度谱之间的局部信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)来估计谱时间稀疏性;然后,利用sigmoid函数改进相位补偿因子,联合补偿因子和谱时间稀疏性,得到SPSC函数。最后,使用SPSC函数对相位谱中的谱分量进行补偿,通过短时傅里叶逆变换得到最终增强后的语音信号。仿真实验表明,在四种不同背景噪声的低信噪比下,新的相位谱补偿算法使增强语音获得了更好的LSD、PESQ和segSNR指标,说明新的算法在低信噪比下,可以有效恢复带噪语音中的语音成分,对噪声抑制效果明显,增强语音的质量和听感均有一定提升。      

面向旋翼飞机螺旋桨干扰的AM通信语音信号智能增强方法

为改善旋翼飞机空地语音通信质量,针对旋翼飞机螺旋桨造成的幅度调制(Amplitude Modulation,AM)信号复杂多频干扰以及恶劣机舱背景噪声,提出了一种通信语音时频掩膜智能增强方法,从而实现对机舱噪声与复杂干扰的有效抑制。该方法首先对原始时域语音信号进行分帧与加窗,通过短时傅里叶变换获取幅度谱与相位谱;然后将原始幅度谱作为网络输入,采用深度神经网络分析其语音信号的特征,采用长短期记忆网络挖掘语音信号的时序上下文信息,实现对语音时频掩膜的准确估计,并将其用于增强原始幅度谱以得到网络输出;最后结合原始相位谱,通过逆短时傅里叶变换获得增强后的时域语音信号。仿真与实际测试表明,该方法可有效抑制旋翼飞机环境下的干扰噪声,提高通信语音信号质量。     

基于PL-EPLL的未知时变窄带噪声有源控制方法

针对船舶动力机械装置未知时变窄带噪声的有源控制问题,基于锁相环信号跟踪生成原理,通过在锁相环中引入次级通道执行机构,推导了新的未知时变窄带噪声有源控制方法.首先,通过EPLL（Enhanced Phase Locked Loop）环节中引入次级通道,形成基于EPLL的未知时变窄带噪声有源控制方法;其次,通过近似分析得到其等效线性差分方程,研究了窄带噪声信号幅值和次级通道特性对算法收敛性能的影响;再次,通过引入幅值归一化和次级通道归一化改进措施,提出了基于Pseudolinear（PL）-EPLL的窄带噪声控制方法.相比原方法,改进算法幅值、频率/相位收敛方程的收敛特性与窄带噪声信号幅值和次级通道特性无关,对不同强度分量的多频窄带噪声控制,具有较为一致的收敛速度.最后,通过仿真分析,验证所提出方法的有效性.