帧间自适应语音信号压缩感知

近年来提出的压缩感知是一种以低于传统奈奎斯特速率对信号采样可得到精确恢复的理论。该理论很快应用于简化传统的采样硬件、缩短采样时间、以及减少数据的存储空间。针对语音信号的传输问题,本文提出一种帧间自适应语音信号压缩感知的方法。在离散余弦变换域的语音信号具有稀疏性的前提下,以大量语音信号帧的分析统计为依据,提出一种基于语音帧能量分级和帧间位置惯性的语音信号自适应压缩感知算法。实验结果表明,能量自适应可以显著地提高语音信号的恢复质量,而位置自适应可以明显地减少语音信号的恢复时间,从而本文提出的算法可以用较少的恢复时间获得较好的恢复效果。      

基于压缩感知观测序列倒谱距离的语音端点检测算法

本文基于语音信号在离散余弦基上的近似稀疏性,采用稀疏随机观测矩阵和线性规划重构算法对语音信号进行压缩感知与重构。研究了语音信号的压缩感知观测序列特性,根据语音帧和非语音帧压缩感知观测序列频谱幅度分布分散且差异较大的特性,提出基于压缩感知观测序列倒谱距离的语音端点检测算法,并对4dB-20dB下的带噪语音进行端点检测仿真实验。仿真结果显示,基于压缩感知观测序列倒谱距离的语音端点检测算法与奈奎斯特采样下语音的倒谱距离端点检测算法一样具有良好的抗噪性能,但由于采用压缩采样,减少了端点检测算法的运算数据量。      

基于正交匹配追踪算法的语音信号重构研究

压缩感知理论是近年来提出的一种新兴的基于信号稀疏性的采样理论。正交匹配追踪算法是其中一种典型的重构方法,文中针对语音信号重构中存在的不足,采用正交匹配追踪算法对语音信号进行信号重构,相比于传统的压缩感知的重构算法更加地适用于对含噪语音、重构语音质量会更高,去噪效果也会更明显。为语音信号CS性能的基础性的研究提供了参考。     

基于听觉掩蔽效应的语音增强算法的研究

提出了一种基于听觉掩蔽效应的语音增强算法。算法对含噪语音的增强包括谱减法语音增强和感知加权语音增强两个步骤,分别从客观和主观两方面来提高含噪语音的质量。在谱减法阶段考虑了语音和噪声谱的交叉项,有效地减少了增强语音中的残余噪声;在感知加权处理中充分利用了人耳的掩蔽效应,设计了感知加权滤波器,对谱减法增强后的语音进行滤波,进一步消除残余噪声。对算法进行了数值实验,实验结果表明该算法能有效提高含噪语音的质量,比传统的谱减法有较大改进。     

基于自适应门限融合策略的语音去噪算法

针对单个语音去噪算法在去噪过程中关注点较为单一,而多个语音去噪算法在融合时存在细节信息被削弱、融合效果不理想的问题,提出一种多个语音去噪算法下的自适应门限融合策略,将带噪信号分别经过3种不同的去噪算法得到3个去噪信号;根据自适应门限值以帧为单位进行帧筛选,得到自适应门限融合策略下的去噪信号;为提高识别效果,采用倒谱提升器对Gammatone频率倒谱系数(Gammatone Frequency Cepstrum Coefficient, GFCC)进行改进,并联合支持向量机进行噪声环境下的语音识别。实验结果表明,在5、10、15、20 dB四种信噪比下,通过该融合策略所得到的去噪信号与目前主流的顺序融合及多级融合方式相比,在语音识别率方面平均提高3.6%,融合倒谱提升器的GFCC特征相比于GFCC特征平均提高了2.2%。     

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.     

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.     

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.     

压缩感知理论在语音信号去噪中的应用

针对小波阈值滤波的局限性,将压缩感知理论应用到语音信号去噪中,并与小波阈值滤波方法进行了比较,仿真实验结果表明：基于压缩感知的小波滤波方法可以有效地去除语音信号中的噪声,并且去噪效果优于传统小波阈值滤波方法,对工程中音频信号的降噪具有指导意义。     

基于改进Berouti谱减法和维纳滤波结合的语音增强算法

针对传统的谱减法在语音增强过程中存在音乐噪声的问题,提出了一种改进Berouti谱减法和维纳滤波相结合的语音增强算法。首先利用改进的Berouti谱减法对带噪信号进行初步语音增强,然后再通过维纳滤波器进行进一步的去噪,最后在MATLAB平台上进行实验仿真。实验结果表明,与传统的谱减法和维纳滤波法相比,该算法显示出了更好的增强性能,语音质量得到了较大的提升。