多带谱相减结合感觉加权的语音增强方法研究

语音增强技术是解决噪声污染的一项强有力的预处理技术,也是语音信号处理的一个热门课题.文章提出了一种多带谱相减与感觉加权相结合的语音增强方法.该方法首先对带噪语音进行多带谱相减,然后根据人的听觉掩蔽特性,对多带谱相减后的信号进行感觉加权,以便进一步降低背景噪声.仿真结果表明,该方法在较好地抑制背景噪声和残留音乐噪声的同时,保持了较好的语音可懂度.     

有效抑制短波通信噪声的语音增强算法设计

针对短波语音信噪比低、噪声复杂的特点,本文结合最佳调整对数谱幅度（OM-LSA）语音估计、改进型最小控制递归平均（IMCRA）噪声估计和谱熵语音激活检测（VAD）硬判决,提出了一种有效抑制短波通信噪声的语音增强算法。实验结果表明,本算法不仅能有效抑制短波噪声对话音的干扰,而且处理后的语音失真度小,语音自然度较高,避免了残留音乐噪声。     

自适应波束形成语音增强方法的研究与实现

在车载系统、电话会议与多媒体会议等语音处理系统中,由于受到混响、背景噪声及干扰等因素的影响,麦克风拾取的信号通常为带噪的语音信号。这样,不仅影响语音的可懂度,而且影响语音处理系统的整体性能。因此,需要进行有效的噪声抑制,以增强语音信号的质量。本文中重点介绍了采用LMS算法的自适应波束形成语音增强系统。自适应语音增强算法较其它方法相比,采用了一个参考噪声作为辅助输入,从而能获得比较全面的关于噪声的信息,因而可以得到更好的降噪效果。在分析研究LMS算法的基础上,本课题用Matlab语言对LMS算法实现自适应语音增强进行了仿真实现。实验结果表明,该算法在一定程度上可有效地抑制噪声,提高信噪比,减少失真。     

基于谱减-小波算法电缆振荡波局部放电信号去噪方法的研究与实现

提出谱减-小波方法对信号去噪,采用最小约束递归平均法估计噪声,利用谱减法降噪,提高信噪比;再用小波变换滤除谱减法引入的"音乐噪声"。对各种噪声强度下不同类型的放电信号进行评估,仿真和实验结果表明,该方法能很好地抑制干扰,同时保留局部放电信号特征。     

基于投影分类的语音端点检测方法

针对低信噪比条件下语音端点检测精度受噪声干扰严重的问题,提出了一种基于投影分类的语音端点检测方法。该方法首先利用长时语音信号变化率测度特征进行低信噪比环境中的语音特征计算,充分利用语音信号和非语音信号的不同来增强低信噪比条件下的区分度;接着,采用Fisher准则对语音和背景噪声进行分类识别,确保投影后的特征参数类内散度最小、类间散度最大。实验结果表明,方法具有较高的检测精度,在信噪比为-10 d B的白噪声干扰情况下仍然保持了86.7%以上的正确检测率。     

改进TF-GSC和改进后置滤波语音增强算法

由于声学环境中噪声的复杂性和不确定性，传统的多通道语音增强算法对于噪声的抑制效果不足，从而导致了较差的听觉体验。针对这一问题，提出了一种改进TF GSC和改进后置滤波语音增强算法。算法使用最大似然法得到目标语音信号和噪声信号的功率谱密度，然后使用信号功率谱密度比值得到的变步长归一化最小均方算法来改进TF GSC。还提出了联合信号功率谱密度比值和先验信噪比估计语音存在概率的改进最优修正对数幅度谱估计器。不同信噪比环境下的仿真实验表明，本文提出的算法可以有效地滤除相干噪声和非相干噪声，与其他算法相比，增强后的语音信号具有更高的信噪比和语音质量。     

掩蔽法减少谱减法去混响中的音乐噪声

针对谱减法去混响中出现的音乐噪声问题,研究了一种基于频率归一化的掩蔽后处理方法。首先利用谱减法对混响信号去除混响,其次对混响信号与去混响信号进行频率归一化,然后在频域将去混响信号和混响信号对应相减,据此计算出掩蔽因子,最后运用掩蔽因子对去混响信号进行处理来减少音乐噪声。仿真实验中分别利用语谱图和语音质量感知评价进行了评估,语谱图表明后处理语音信号中音乐噪声明显减少,语音质量感知评价表明采用后处理方法提高了语音信号0.55的评分。     

基于双插值FFT算法的间谐波分析

为了减小频谱泄漏的影响,提高间谐波分析精度,提出了加余弦窗双插值FFT算法来分析间谐波.该算法通过选取合适的窗函数,对采样信号进行加窗后,用FFT计算出离散频谱,再利用多项式逼近的方法得到频率和幅值的修正公式来对谐波分析结果进行修正.修正谐波幅值时,选择距频点最近的左右两根谱线进行加权,对两根谱线采用的权重与它们各自的幅值成正比.该算法能够有效地降低泄漏和噪声干扰,提高了问谐波和谐波分析的准确性.仿真结果证实了算法的正确性与易实现性.     

特高压交流变电站可听噪声分离方法

特高压交流变电站内主要设备产生的噪声相互混叠,增加了变电站噪声测试难度。因而提出了一种特高压交流变电站可听噪声分离方法,将变电站噪声分为变压器与电抗器本体噪声、冷却装置噪声以及电晕噪声。并利用小波包分析方法结合谱减法语音增强技术滤除环境噪声,分别设计通带与阻带梳状滤波器提取本体噪声信号以及包含变压器冷却装置与电晕噪声的混合声信号,然后根据电晕噪声的短时脉冲特性以及变压器冷却装置噪声的平稳性,利用谱减法语音增强技术分离出电晕噪声及变压器冷却装置噪声。研究结果表明:本体噪声、冷却装置噪声以及电晕噪声存在混叠现象;所分离出的本体噪声主要集中在100 Hz、200 Hz以及300 Hz三个窄带频率上;分离后的冷却装置噪声较为平稳,主要位于2 k Hz频率范围内;分离后的电晕噪声为宽频带噪声,具有短时脉冲性,分离前后脉冲信号的发生时间及幅值一致。对所分离噪声信号的时频特性分析结果证明了该方法的有效性。     

迭代ICA与LEVKOV联合的瞬态响应工频干扰抑制方法

针对传感器瞬态响应中的工频干扰因频率游动、谐波及频带混叠导致难以去除的问题,提出了迭代独立分量分析 (ICA)与 LEVKOV 联合抗工频干扰的方法。 将迭代 ICA 法与 LEVKOV 法相结合,通过构造工频参考信号,采用迭代 ICA 的方 法以减小瞬态响应中频率游动的工频干扰,再利用 LEVKOV 法通过线性段均值滤波和非线性段噪声模板滤波来进一步削弱工 频干扰及其谐波干扰,从而提高瞬态响应信号中工频干扰的滤除精度。 仿真和实验数据验证结果表明,所提出的迭代 ICA 与 LEVKOV 联合抗工频干扰法相较于独立的迭代 ICA 法和 LEVKOV 法而言,对传感器瞬态响应中的工频干扰具有更好的抑制 效果。     

Reducing correlated noise in digital hearing aids

The intelligibility of speech in communication systems is generally reduced by interfering noise. This interference, which can take the form of environmental noise, reverberation, competing speech, or electronic channel noise, reduces intelligibility by masking the signal of interest. The reduction in intelligibility is particularly troublesome for listeners with hearing impairments, who have greater difficulty understanding speech in the presence of noise than do normal-hearing listeners. Numerous digital signal processing (DSP)-based speech enhancement systems have been proposed to improve intelligibility in the presence of noise. Several of these systems have difficulty distinguishing between noise and consonants, and consequently attenuate both. Other methods, which use imprecise estimates of the noise, create audible artifacts that further mask consonants. The objective of the present study is to develop a new noise-reduction method that can reduce additive noise without impairing intelligibility. The new method could be used to improve intelligibility in a wide variety of applications, with special attention given to digital hearing aids and other portable communication systems (e.g., cellular telephones). Here, the authors present a new wavelet-based method for reducing correlated noise in noisy speech signals. The authors provide background information on the intelligibility problem and on previous attempts to address it. A theoretical framework is then proposed for reduction of correlated noise, along with some preliminary experimental results     

基于DCT变换的端到端语音加密算法

为了实现语音的端到端安全加密通信,提出了一种新的可通过RPE LTP压缩编码的语音加解密算法。该算法基于DCT变换域,在发送端对语音信号先后进行频域置乱和时域置乱,接收端进行解置乱和重建信号。运算过程限制在实数域,不会涉及相位的估计问题,避免了语音数据的损失。仿真结果表明,加密算法实现了加密的语音信号非噪声化,保持了语音信号的特性,满足通过声码器进行编码的信号输入要求。进一步降低了加密后的语音可懂度,提高了解密后的语音质量和信号重建率。     

A phone-assistive device based on Bluetooth technology for cochlear implant users

Hearing-impaired people, and particularly hearing-aid and cochlear-implant users, often have difficulty communicating over the telephone. The intelligibility of telephone speech is considerably lower than the intelligibility of face-to-face speech. This is partly because of lack of visual cues, limited telephone bandwidth, and background noise. In addition, cellphones may cause interference with the hearing aid or cochlear implant. To address these problems that hearing-impaired people experience with telephones, this paper proposes a wireless phone adapter that can be used to route the audio signal directly to the hearing aid or cochlear implant processor. This adapter is based on Bluetooth technology. The favorable features of this new wireless technology make the adapter superior to traditional assistive listening devices. A hardware prototype was built and software programs were written to implement the headset profile in the Bluetooth specification. Three cochlear implant users were tested with the proposed phone-adapter and reported good speech quality.     

基于光谱法的法珀压力传感器腔长解调方法研究

针对白光干涉复合式光纤法珀压力传感器反射光谱复杂,其准确解调易受光源光谱不稳定与电路噪声等因素影响的问题,通过理论分析,确认了反射光谱包络信号来源于传感器对压力敏感的空气腔,其频率上的周期直接正比于腔长,提取了复合式光纤法珀压力传感器反射光谱的包络信号,通过正弦频率估计的方法,优化四参数正弦拟合为三参数正弦拟合,降低正弦拟合的计算量,并准确寻找包络信号两个峰的峰值位置,通过腔长与信号周期的关系可最终得到准确的腔长值。对该解调算法进行了详细地理论分析与数值仿真,通过实验验证了光谱法中峰值检测方法对复合式光纤法珀压力传感器80 μm空气腔静态腔长的精确解调,相对误差为0.13%。     

直扩信号载频、码元速率循环谱估计改进算法

利用循环谱理论对BPSK直接序列扩频信号进行参数估计,分析了其循环谱包络特征;在有限数据下,为实现更低信噪比情况下的直扩信号参数估计,提出了1种改进算法,该算法基于数据分段处理和重叠保留,通过在非零循环频率上的2次一维搜索实现参数估计,能够有效地抑制噪声的影响,避免多维搜索,计算量小;还分析了算法性能,给出了算法实现的...     

一种基于迭代抑制谱泄漏的改进相位差算法

由于非同步采样所带来的频谱泄漏效应是影响相位差算法电参量测量精度的主要原因,利用高阶窗的旁瓣特性可抑制频谱泄漏,但二次谐波幅值的估计精度仍难以显著提升,并且由于高阶窗所带来频率分辨率损失的原因,通常需要增加待测信号的采样窗长,不利于频率波动和实时性要求较高的场合实现高精度测量。为此,提出一种加sine窗函数的改进型相位差算法,利用峰值谱线间相位差估计出的相对频偏,计算出除被测谐波分量之外的其他分量的长程谱泄漏对峰值谱线的干扰之和并将其减去后,重新利用其峰值谱线间的相位差计算相对频偏,循环迭代估计。基于该方法,与现有加窗相位差算法分别在无噪声、有噪声以及频率波动环境下进行仿真比较。实验结果表明,该方法迭代矫正计算4次即可,能有效抑制频谱泄露效应,减小估计偏差,提高电网电参量测量精度和实时性,能够满足电网测量需要。     

奇异值差分谱理论及其在行波固有频率提取中的应用

当线路发生故障时,由于波阻抗的不连续性,故障行波的折反射现象会形成一系列混叠的固有频率频谱,因此,有效、准确地从混叠现象中提取行波固有频率成为故障测距的首要问题。因此,文章提出利用奇异值差分谱理论对原始信号进行分类处理,不仅能够降低噪声干扰,还能够提取到不同频率信号,降低频谱混杂现象,并且采用基于谐波模型的概率估计算法准确识别固有频率。通过PSCAD仿真分析,此方法能够从频谱混杂中准确提取到行波固有频率,实现对电网的故障定位。