基于多窗谱估计的改进谱减法

在各种语音增强法中,谱减法以其简单、有效而被广泛应用。在谱减法中,一般使用周期图法对语音信号进行功率谱估计,但是它的估计偏差以及方差较大,直接结果是引起了较大的音乐噪声。而多窗谱(multitaper)估计具有较小的估计偏差和方差。因此,使用基于多窗谱估计的改进谱减法可以有效降低音乐噪声。实验结果证明,在相同实验条件下,该方法得到的增强语音中的音乐噪声要明显小于使用周期图法的结果,且信噪比可提高1~2 dB。     

低信噪比环境下改进的倒谱距离语音端点检测算法

在强背景噪声的情况下,针对传统倒谱距离法端点检测难以判断语音段起止点的问题,提出了一种基于多窗谱估计的谱减法与改进的倒谱距离语音端点检测新方法.首先对每一帧带噪信号进行多窗谱估计得到平滑功率谱,提取前导无话段平均功率谱,再利用谱减法对带噪语音信号进行减噪处理,对语音的减噪是为了更好地进行下一步的端点检测,然后对传统的倒谱距离门限阈值进行改进,得到一种改进的自适应阈值,并结合倒谱距离法进行端点检测.通过仿真实验结果表明,与传统倒谱距离端点检测算法相比,本文方法提高了低信噪比语音端点检测的精度,具有良好的鲁棒性能.     

经典功率谱估计方法的研究

本文主要针对随机信号处理中最重要的统计表征——功率谱密度,研究了经典功率谱估计的方法,包括自相关函数法和周期图法。通过仿真分析了几种方法的性能,研究了窗长度、窗函数及信噪比等对谱估计性能的影响,为工程应用中谱估计方法及参数的选择提供了依据。     

一种基于后验信噪比频域语音增强方法的研究

谱减法是常用的单通道语音降噪方法,传统谱减法在抑制背景噪声的同时引入了“音乐噪声”,影响听觉效果。为了抑制音乐噪声,提出了一种基于后验信噪比的频域语音增强新方法,当后验信噪比较高时,采用基于后验信噪比的谱减法增强语音信号;当后验信噪比较低时,采用基于后验信噪比的谱衰减方法对含噪语音信号谱线进行衰减,达到语音增强的目的。仿真结果表明,基于后验信噪比的频域语音增强法具有较好的背景噪声和音乐噪声抑制效果,并保持了较好语音可懂度。     

改进的后滤波波束形成器语音增强算法

该文提出了一种具有后滤波的波束形成器的语音增强改进算法。该算法主要解决维纳滤波器的理想信号功率谱估计,结合自功率谱减法和互功率谱减法计算出尽可能多的功率谱估计值,以使平均结果更接近于真实值,同时修正了声源移动引起的互功率谱变化。实验结果信噪比提高5dB以上,汽车环境中基于隐含马尔可夫模型(HMM)的小词汇量短语识别达到84％。从信噪比、平均谱距离和语音识别率可以看出该算法有效去除了原始算法中易残留的低频噪声,减少了语音信号失真。     

基于自适应滤波的噪声抵消法

语音降噪就是从带噪语音信号中提取尽可能纯净的原始语音。文中介绍了一种基于自适应滤波的噪声抵消法，采用归一化最小均方误差算法，采集实际噪声环境下各种不同信噪比的带噪语音样本进行降噪处理，实验结果表明，处理后信号的信噪比得到了较大程度的提高，大大改善了听音效果，具有很高的可懂度，且语音自然度好，没有失真；并与谱减法进行了比较，自适应噪声抵消法的降噪幅度比谱减法有一定提高，在听音效果上，用自适应噪声抵消法处理后的语音在清晰度、自然度方面优于谱减法。     

基于河南方言的低信噪比下基音检测算法研究

基音检测是河南方言语音信号处理中的一个重要环节,针对低信噪比环境下的河南方言语音基音检测准确率低的问题,提出了一种语音信号增强和基音检测相结合的算法.通过多窗谱估计的改进谱减法对语音信号进行降噪处理,对增强后的语音信号用中心削波法消除偏离基音轨迹的野点,再通过自相关法实现基音检测.仿真结果表明,对于低信噪比环境下河南方言语音信号的基音估值检测结果准确,估算出的基音频率和实际基音频率能很好的重合.     

低信噪比下的语音端点检测算法研究

为了解决传统方法在强噪声环境下,语音检测性能急剧下降的缺陷,提高信号在低信噪比(0 db以下)语音端点检测的准确性,本文提出了一种将多窗谱估计谱减法和自适应子带能熵比相结合的检测算法.该算法利用增益因子可变的多窗谱估计谱减法对低信噪比信号进行降噪,提高其信号的信噪比,再将每帧信号分为若干个子带(其数量可自适应选择),提取每个子带能熵比参数进行端点检测.实验结果表明,当信噪比为-10 db时,信号检测准确性维持在95％左右.该方法能在低信噪比情况下,显著提高端点检测准确性和可靠性.     

多正弦窗谱估计的性能分析

多正弦窗谱估计是一种非参数的现代谱估计方法。本文较为全面地分析了它的性能,包括谱的聚集性,偏差,方差,最优窗口数,分辨率,计算复杂度等。以四种信号模型为例,分析了窗口数和小波阈值法去除估计噪声对多正弦窗谱估计的偏差和方差的影响,并与周期谱图进行了比较。理论分析和实验结果表明与周期谱图相比,多正弦窗谱具有小得多的偏差和方差,可将其应用于谱估计的性能要求较高的场合。     

基于动态谱估计的改进谱减语音增强算法

语音增强是语音信号处理的重要课题。根据基于最小值追踪的谱估计方法,提出了一种非平稳噪声环境下快速追踪噪声变化的方法,将其应用到改进后的谱减法中,以提升语音增强的效果。仿真结果表明,改进后的谱减法能有效降低背景噪声,提高输出语音信号的信噪比。     

谱相减法语音增强技术中"音乐噪声"的抑制

针对谱相减法残余“音乐噪声”过强的缺点，采用幅度-带宽联合分析的方法，自适应地调整各子带谱减因子，通过消除随机噪声谱峰，达到了抑制残余“音乐噪声”的目的。新算法经过仿真实验，并与其它算法的结果进行了对比。结果表明在几乎不损伤清晰度的情况下，该算法更好地抑制了“音乐噪声”，且信噪比得到了大幅提高。     

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。      

一种基于噪声快速跟踪的语音增强算法

对解决传统减谱算法残留音乐噪声的问题,现有许多方法都无法达到理想效果。提出一种能在非平稳噪声环境下快速追踪噪声的语音增强方法,采用端点检测优化信噪比,达到较好的语音增强效果。实验表明,相比其他类似方法,在提高实时性、增加信噪比和抑制背景噪声和音乐噪声方面都有更好效果。     

一种基于语谱图分析的语音增强算法

针对传统谱减法会产生“音乐噪声”及在低噪比环境下降噪效果不理想的问题,提出一种基于语谱图分析的语音增强算法.所提方法先对带噪语音进行谱减处理,再通过语谱图分析对处理后的语音信号进行去小亮块处理,即对“音乐噪声”进行有效的削弱,最后通过设置阈值,滤除低灰度值的成份,即消除残留近似高斯噪声.实验结果表明,提出的算法可以有效地解决谱减法后残留的“音乐噪声”及低信噪比下谱减法残留噪声较大的问题.     

基于频谱减法的语音去噪算法研究

语音增强技术是音频信号处理中的重要部分,频谱减法是目前在语音增强技术中最常用的方法之一。针对传统频谱减法会产生音乐噪声并无法消除音乐噪声的不足之处及高频噪声干扰比较严重的情况下频谱减法效果差的情况,采用了在频谱减法之后进行LMS滤波以降低音乐噪声对语音质量的影响和低通滤波以滤除脉冲干扰。根据仿真结果表明,改进扩展频谱减法能够有效降低音乐噪声和尖锐的高频兹兹声,从而提高信噪比,达到语音增强的目的。     

基于LMS自适应滤波的耳语音增强的研究

文中针对带噪的耳语音提出了一种LMS自适应滤波的耳语音增强算法。首先采用谱减法得到一个增强耳语音信号，取得较好的谱包络后对增强信号进行LMS自适应滤波，消除由谱减法产生的音乐噪声。结果表明，采集到的耳语音信号的质量得到明显提高，即使在低信噪比的情况下，信噪比也能提高20dB左右。     

Significance of group delay functions in spectrum estimation

A method of spectrum estimation using group delay functions is proposed. This method exploits the additive property of the Fourier transform (FT) phase to extract spectral information of the signal in the presence of noise. The phase is generally featureless due to random polarity and wrappings, but the group delay function can be processed to derive significant information such as peaks in the spectral envelope. In the resulting spectral estimates obtained the resolution properties of the periodogram estimate are preserved while the variance is reduced. Variance caused by the sidelobe leakage due to windows and additive noise are significantly reduced even in the spectral estimate obtained using a single realization of the observation peak. Resolution is primarily dictated by the size of the data window. The method works even for high noise levels. The results of this procedure are demonstrated through two illustrative examples: estimation of sinusoids in noise and estimation of the narrowband autoregressive process in noise     

一种基于语音和噪声统计信息改进相位估计的语音增强算法

为改善低信噪比环境下语音的质量,论文提出了一种改进相位估计的语音增强算法。算法首先根据语音和噪声频谱的统计模型的对称性得到用先验信噪比倒数形式表示的噪声频谱估计值,然后通过分析低信噪比条件下（0dB）相位估计对于幅度估计的重要性,利用噪声频谱估计值估计每一个频点的相位修正值,并给出了一种优化的先验信噪比估计算法,得到一种新的语音增强算法。由仿真实验给出的客观测试和非正式听音测试表明:该算法处理后取得了较好的效果,在抑制低信噪比语音增强所产生的音乐噪声的前提下,相比未改进相位估计的算法处理后的信号,语音失真度更小,语音质量有明显提高。