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.     

一种基于人耳掩蔽效应和无语音概率的谱减语音增强算法

提出一种基于听觉掩蔽模型和无语音概率的语音增强算法。该算法对听觉掩蔽模型进行了适当的修正,通过引入无语音概率(SAP)思想动态地确定每一帧语音信号各个关键频率段的听觉掩蔽阈值,有选择性地进行谱减。仿真结果表明所提出的算法优于一般掩蔽增强算法,能够有效地减少音乐噪声并且更符合人耳听觉特性,特别是在低信噪比的情况下,语音具有更好的清晰度和可懂度。     

坦克舱强噪声背景下利用掩蔽效应的语音增强

采用了一种基于人耳听觉掩蔽效应的语音增强算法。该算法通过计算每一帧语音信号各个关键频率段的听觉掩蔽阈值,动态地调整谱减系数,有选择性地进行谱减。通过对采集的坦克舱内含强噪声的语音信号的计算机仿真表明,该算法优于基本谱减法,不仅信噪比有较大的提高而且有效地减少了主观听觉的失真和残留音乐噪声。     

一种基于听觉掩蔽模型的语音增强算法

本文提出一种基于听觉掩蔽模型的语音增强算法。该算法对应用于语音编码中的听觉掩蔽模型进行了适当的修正，动态地确定第一帧语音信号各个关键频率段的听觉掩蔽阈值，有选择性地进行谱减。计算机仿真表明所提算法优于基本谱减法，不仅信噪比有较大的提高而且有效地减少了主观听觉的失真和残留音乐噪声。     

基于改进语音存在概率的自适应噪声跟踪算法

在非平稳环境下,由于时间递归平均噪声功率谱估计算法会出现跟踪延迟和估计误差等问题,本文采用一种新的方式对其核心部分语音存在概率（speech presence probability, spp）进行估计。利用时域特征能量与频域特征谱熵的比值能熵比作为新的特征来构建其与spp的正比关系,从而得到当前语音帧的spp估计值;然后用双平滑系数对该值进行平滑;最后结合时间递归平均算法得到估计的噪声功率谱。该算法充分利用语音帧频点的特征信息控制spp的估计值,以此自适应地跟踪噪声变化。实验结果表明:在地空通信环境下,该方法能够准确且连续地跟踪噪声功率谱、快速响应其变化。集成到语音增强系统后,可以提高语音质量,降低残留噪声。      

一种基于短时谱估计和人耳掩蔽效应的语音增强算法

该文结合短时谱估计算法和人耳掩蔽效应提出了一种单通道语音增强算法。该算法在MMSE准则下采用了非固定参数的语音跟踪,并且引入人耳掩蔽效应动态的确定增强滤波器的传递函数以适应语音信号的变化。实验结果表明:该算法使降噪后的语音信号有较小的语音失真并且很好地抑制了音乐噪声。     

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。      

采用复高斯分布模型的两步噪声幅度谱估计算法

噪声幅度谱估计是有效抑制外界噪声干扰、提高语音增强算法整体输出性能的重要环节。但目前针对该问题的研究相对较少,常用的语音激活检测算法只能在语音不存在阶段对噪声信号的幅度谱进行更新或估计,无法适用于更为复杂的非平稳噪声环境。为克服这一问题,本文基于噪声频谱的复高斯分布模型假设,提出了新型的两步噪声幅度谱估计算法。算法首先采用软判决技术计算噪声信号的功率谱,然后再结合复高斯分布条件下信号幅度谱和功率谱之间的数学关系间接地获取噪声幅度谱的估计。文中基于这一结论给出了两种估计算法,并在多种噪声环境下对它们的性能进行了仿真评估,其测试结果有效表明了提出算法优良的估计性能。      

基于大小窗双向并行最小值搜索的IMCRA算法

噪声谱的估计,对于语音增强的性能至关重要。为了在非平稳噪声条件下提高噪声谱估计的准确性、减小噪声跟踪的延迟,文章对"改进的最小值控制递归平均"(IMCRA)算法的最小值搜索进行改进,提出了大小窗双向并行最小值搜索方法。实验仿真表明:在非平稳噪声环境和低信噪比条件下,采用文章算法进行语音增强所得到的语音与采用传统IMCRA算法相比,增强效果得到一定改善。     

一种基于几何谱减法和听觉掩蔽效应的语音增强方法

针对低信噪比下非平稳噪声环境情况,几何谱减算法产生较大的语音畸变的缺点,提出了一种结合听觉掩蔽效应的改进算法,该算法通过对噪声的实时估计,同时结合听觉掩蔽效应设计一个感知滤波器,对增强后的信号频谱进行滤波以抑制背景噪声,从而将残留噪声强度控制在掩蔽阈值之下.通过计算PESQ、oSNR、语谱图及时域仿真波形图分析及主观试听表明:改进的几何谱减算法不仅提高了语音信号的信噪比,而且残留噪声和语音畸变较小,提高了语音的可懂度.     

基于无语音概率改进的对数谱幅度估计增强算法

针对谱减语音增强法中一直存在的去噪度、残留的音乐噪声和语音畸变度三者间均衡这一关键问题,本文提出一种基于无语音概率改进的对数谱估计增强算法.该算法结合无语音概率的思想,按照纯噪声帧和带噪语音帧两种状态.有区别地实时更新语音最小均方误差的对数谱增益,并利用无语音概率参数(SAP)自适应地调节平滑系数,以求随着噪声环境的变化,在去噪度、残留"音乐噪声"和语音畸变度之间自适应地折中.实验表明,该算法在相同去噪程度下,语音畸变和音乐噪声相对其他谱减法都同时地减弱,特别在低信噪比环境下优势更明显,而且平滑参数利用SAP参数,无需多余计算,便于实时处理.     

基于最小统计和人耳掩蔽特性的语音增强算法

提出了一种基于最小统计和人耳掩蔽特性的语音增强算法,通过最优平滑和最小约束递归平均从含噪语音中估计噪声的均值,推导出一种新的基于掩蔽特性的谱减系数计算公式。实验结果表明,该算法优于传统的掩蔽特性算法,含噪语音经过增强后,残留的音乐噪声更小。     

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。     

一种基于自适应噪声估计的宽带语音增强算法

为解决传统算法对噪声适应性较差,残留音乐噪声较强的问题,本文提出了一种基于自适应噪声估计的宽带语音增强算法。该算法可应用于宽带语音编码器,以提升在噪声环境下的编码质量。本文所提算法利用谱熵对噪声类型进行有效的判别,将背景噪声分为白噪声和有色噪声两类,并根据噪声特性选择适当的噪声估计方法。在白噪声背景下,选择一种谱平滑的方法;在有色噪声背景下,则选择经典的最小值控制递归平均算法。在此基础上结合经典的统计模型方法,构建一种具有较强噪声鲁棒性的宽带语音增强算法。在ITU-T G.160标准下对算法进行性能测试,测试结果表明,在不同强度的背景噪声环境下,增强语音的信噪比提高都较为明显。同时,在低信噪比情况下,该算法有效的抑制了严重影响听觉质量的音乐噪声现象。      

Reduction of musical residual noise using perceptual tools with classic speech denoising techniques

Single channel enhancement techniques based on short-time spectral amplitude (STSA) estimation have the major drawback of generating an artificial and annoying residual noise with musical character, due mainly to the unwanted peaks in the denoised signal spectrum. The detection and reduction of spectral peaks which have a musical characteristic are the main objectives of this paper. The proposed perceptual technique to reduce musical residual noise operates as a post-processing. Based on human auditory properties, the perceptual post-processing is established in a number of steps. First, we detect musical peaks by comparing tonality coefficients in each critical band of both denoised signal and reference signal. Detected musical peaks are audible only if they exceed the clean speech masking threshold (MT). However, the clean MT is not available. It is estimated by modifying the Johnston model. Secondly, we reduce the musical residual noise by removing only audible musical peaks which exceed the estimated MT. The proposed method is tested and compared with classic STSA technique and perceptual techniques at various levels of white and colored noise. Results show the validity of the proposed technique.     

适应噪声强度突变的噪声估计加速方法

为提高传统噪声估计方法对噪声强度突变的跟踪能力,本文在最小值控制递归平均 (MCRA) 方法基础上提出了噪声估计加速方法。该方法首先检测功率谱的突变,在检测到突变后设定具有自适应长度的拖尾段,并在拖尾段中利用对数似然比、谱熵和平均幅度差函数进行话音活动性检测（VAD）,而后结合噪声估计与功率谱最小值比例等辅助参数判定是否对噪声估计进行强制更新。ITU-T G. 160测试结果表明,噪声估计加速算法的引入未对噪声强度平稳情况下的语音增强算法性能产生影响,但显著降低了噪声强度突变时的收敛时间,并在很大程度上抑制了噪声估计收敛段中的音乐噪声。