An Algorithm of Voice Activity Detection Based on EMD and Wavelet Entropy Ratio

A new method was proposed to identify speech-segment endpoints based on the empirical mode decomposition (EMD) and a new wavelet entropy ratio with improving the accuracy of voice activity detection. With the EMD, the noise signals can be decomposed into several intrinsic mode functions (IMFs). Then the proposed wavelet energy entropy ratio can be used to extract the desired feature for each IMFs component. In view of the question that the method of voice endpoint detection based on the original wavelet entropy ratio cannot adapt to the low signal-to-noise ratio (SNR) condition, an appropriate positive constant was introduced to the basic wavelet energy entropy ratio with effectively improved discriminability between the speech and noise. After comparing the traditional wavelet energy entropy ratio with the proposed wavelet energy entropy ratio, the experiment results show that the proposed method is simple and fast. The speech endpoints can be accurately detected in low SNR environments.     

基于EMD和改进双门限法的语音端点检测

语音端点检测的准确与否直接影响到语音识别系统的计算复杂度和识别能力,在基于短时能量和过零率的端点检测算法中,能量计算方法不尽合理而且在低信噪比下检测效果大大降低。对此提出了一种基于经验模式分解和改进双门限法的语音端点检测算法,仿真结果表明在低信噪比情况下本文算法有更好的端点检测能力,显示了算法的优越性。     

基于Teager能量算子和经验模态分解的语音端点检测算法

Teager能量算子是近年来提出的非线性方法,具有跟踪时变信号的特点,该文结合该算子和经验模态分解方法,提出一种新的语音端点检测算法,用于寻找合理的语音起始和终止端点。该算法利用经验模态分解,提出本征模态函数的有效性筛选条件,通过筛选本征模态函数,使得该算法能够处理含噪语音信号,同时分解所得单模态特性正好满足TEO算子对单成份能量跟踪的要求,最后利用Hilbert变换解决了可能存在的模态混叠问题。经过这些处理,算法能够处理语音信号中清音段的端点标识,比直接TEO、双门限法效果好。通过大量实验验证了该算法的有效性。     

基于EMD拟合特征的耳语音端点检测

耳语音作为人类发音的一种特殊形式,与正常语音相比具有信噪比低、元音的周期特征不明显等特性,因而耳语音处理比正常语音更为困难。耳语音处理研究的第1个关键步骤就是语音的端点检测,该文利用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform, HHT)中的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD),首次提出了一种基于EMD拟合特征的耳语音端点检测新方法。利用EMD得到的内禀模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF)能量,以其归一化拟合参数为耳语音端点检测的特征,可以准确地划分出耳语音端点。实验表明,该方法在耳语音端点检测中取得了很好的效果,在1200个信噪比为2～10dB的测试样本中,检测准确率为98.25%。     

基于短时自相关及过零率的语音端点检测算法

传统的基于短时能量端点检测算法,在高信噪比环境下可以比较准确地检测出语音端点,但在低信噪比环境下检测效果不理想。文中提出了基于短时自相关最大值与短时过零率之积的改进算法。利用短时自相关最大值可以有效地区分出语音段和噪音段,利用短时过零率可有效地检测出清音信号,将两参数相结合可有效地检测出低信噪比语音信号的端点。实验证明,在低信噪比环境下该改进算法相比短时能量算法减小了检测误差,可以有效地检测出语音端点。     

一种基于检测元音的孤立词端点检测算法

提出了基于检测元音的端点检测算法。首先检测到语音中的元音的端点。然后利用元音的端点作为参考端点检测出语音真实的端点。将新方法应用在T146数据包在NoiseX-92的5种噪声下的端点检测和识别实验。并和基于能量的端点检测算法比较。2种不同的实验表明，提出的基于检测元音的孤立词端点检测算法可以在不同信噪比下提高端点检测的准确率，并在低信噪比的环境下能明显提高语音识别系统的识别率。     

融合统计模型与EMD的宽带话音增强方法

提出了一种融合统计模型和经验模态分解(EMD)的宽带话音增强方法。该方法首先用统计模型增强算法消除含噪话音中的主要噪声成分,然后用一种基于活动话音检测(VAD)的EMD增强算法做后处理进一步抑制残留噪声,从而使以上2种方法的优点有效地结合。在ITU-T G.160标准下对算法进行了性能测试,测试结果表明,与经典的统计模型方法相比,在不同强度的背景噪声下,增强话音的信噪比提高都较为明显。同时,在低信噪比情况下,该方法能有效抑制增强话音高频部分的音乐噪声,提高了听觉舒适度。     

强噪音情况下的多种端点检测方法研究

在强噪音的情况下，语音信号的端点检测是一个难题。以前用过的传统算法在这时都失去作用，因此需要寻找端点检测的新方法。文中提出了一种基于LPC距离的端点检测算法，根据含噪语音每帧确定的模型和给定模型的距离来进行端点检测，可以解决强噪音情况下的端点检测问题。     

基于MEFF倒谱距离与对数能量融合的语音端点检测方法

为提高低信噪比环境下语音端点检测算法性能不高的问题,提出将MFCC倒谱距离与对数能量结合进行端点检测.首先,对语音计算对数能量,然后计算改进的倒谱距离,将MFCC倒谱距离与对数能量融合,获得了一种新的语音参数,该参数能有效地提高低信噪比情况下语音与噪声的区别,对参数进行顺利滤波用于语音端点检测,采用自动更新的双阈值进行语音端判别.仿真实验表明,该算法具有较好的适用不同噪声,在低信噪比下依然能获得比较理想的端点检测效果.     

室内声环境中的语音端点检测自适应算法

室内场所是语音识别技术的一种典型应用环境,传统的端点检测研究多考虑噪声的影响,忽略室内混响的影响,研究证明室内混响对端点检测和识别效果能造成显著的负面影响.通过研究短时能量和短时自相关序列( RAS),提出了一种自适应的端点检测方法.可以通过估计噪声段短时能量来适应平稳噪声干扰环境,并能修正含混响语音的检测终点.端点检测和语音识别实验结果表明,本方法在平稳噪声和室内混响声环境下具有良好的性能.     

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。     

低信噪比下多参数融合的自适应语音端点检测

传统语音端点检测方法利用语音和噪声在某单一参数特征上的差异进行信号中语音起止点的切分,但不同参数在低信噪比不同噪声环境下表现不稳定,鲁棒性差。因此,本文提出了基于均匀子带谱方差,能熵比,梅尔倒谱距离,似然比四种参数相融合的语音端点检测方法。该方法能自适应地改变各参数阈值,并通过实时监测噪声段能熵比的值确定所采用的投票判决机制,从而进行语音端点判定。实验结果表明,该方法在低信噪比下较常用的端点检测方法有更高的检测正确率及鲁棒性,对语音信号后续处理工作有一定的借鉴意义。      

Speech Enhancement Using Perceptual Wavelet Packet Decomposition and Teager Energy Operator

It has been shown in the literature that the perceptual wavelet packet decomposition (PWPD) and the Teager energy operator (TEO) are useful for various speech processing systems and speech enhancement applications, respectively. By the use of the PWPD and the TEO, this paper presents an improved wavelet-based speech enhancement method. The main advantage of the proposed method is that the over thresholding of speech segments which is usually occurred in conventional wavelet-based speech enhancement schemes can be avoided. As a consequence, the enhanced speech quality of the proposed method can be increased substantially from those of conventional approaches. In addition, the proposed method does not require a complicated estimation of the noise level or any knowledge of the SNR. Using speech signals corrupted by additive and real noises, experimental results demonstrate that the speech enhancement method presented in this paper is capable of outperforming conventional noise cancellation schemes.     

强背景噪声下基于HHT端点检测方法

端点检测是语音识别系统中十分关键的一个步骤,它对整个语音系统识别的准确性有着至关重要的作用。针对目前端点检测算法在强背景噪声下存在的不足,通过引入HHT,提出了一种基于希尔伯特-黄变换的端点检测方法。该方法首先采用EMD分解出有限个IMF,然后对IMF进行Hilbert变换,将得到的IMF能量谱作为特征参数来进行语音信号的端点检测,仿真实验证明了该算法在强背景噪声下的有效性与稳健性。     

基于谱减法和均匀子带频带方差法的端点检测研究

传统的端点检测算法是基于短时能量和短时过零率的双门限检测法,该算法对于含噪语音信号检测效果不佳.因此,将谱减法与均匀子带频带方差算法相结合,结合算法分两个过程,首先用谱减法对带噪语音信号进行降噪,然后用均匀子带频带方差法进行端点检测.实验结果表明,结合算法对于含噪较多的语音信号检测效果良好.     

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%。     

基于HHT和OSF的复杂环境语音端点检测

希尔伯特-黄变换是一种全数据驱动的自适应非平稳信号时频分析方法,但是在强噪声环境下语音信号的希尔伯特能量谱曲线波动较大,对语音端点检测造成很大的影响,该文提出了一种基于希尔伯特-黄变换和顺序统计滤波的检测方法。该方法将含噪语音信号进行经验模态分解,通过对固有模态函数进行自适应权重选取获得信号的希尔伯特能量谱,利用顺序统计滤波器对每帧的能量谱进行平滑处理作为语音/非语音的鉴别特征。实验结果表明,该方法适用于复杂噪声环境的端点检测,在低信噪比情况下仍然能够有效地检测出语音信号,降低信号误检率。     

基于Teager能量算子的自适应小波语音增强

小波阈值的自适应计算方法有多种形式,基于Teager能量算子(TEO)的是其中一种.将这种方法结合离散小波分解使用时,会对实际噪声产生过多的保留.根据色噪声的具体特征,对这种方法进行了改进,对染噪信号的高频频带和低频频带分别使用不同的方法进行处理,这种处理既能有效保护清音,又能去除噪声.仿真处理结果表明,这种改进能更好地解决语音信号的保护和噪声消除之间的矛盾.     

基于短时能量的语音端点检测算法研究

研究了噪声环境下，利用短时能量为特征进行语音端点检测的问题。在采用短时全带能量为特征的基础上，提出的算法将短时高频能量作为辅助特征，同时使用了最优边沿检测滤波以及双门限-三态转换判决机制，从而保证了算法在噪声环境下的端点检测准确性和对信号绝对幅度变化的稳健性。实验结果表明，与传统的能量闻值法以及G．729中使用的VAD算法相比，提出的算法在噪声环境下具有更好的性能，是一个简单、高效和稳健的语音端点检测算法。