自适应语音消噪算法的研究与仿真

针对语音通信中的噪声问题,对最小均方误差(LMS)算法进行研究。研究发现,该算法在收敛速度与稳态误差之间始终存在着矛盾,为此在F-LMS算法的基础上,提出一种改进的LMS算法,该算法通过引入误差加权累加的平均值的方法来更好地解决两者之间的矛盾,并通过计算机仿真证实了该算法具有良好的收敛性能和稳态性能,最后利用传统的LMS算法、F-LMS算法和改进的LMS算法对带有噪声的信号进行了消噪处理,结果表明:在三种算法中,改进的LMS算法的噪声消除效果最好。     

呼叫中心系统中回声抵消算法的研究与实现

针对IP呼叫中心系统中的回声问题,对算法LMS（Least Mean Square）进行了研究。经研究发现,回声消除算法LMS在收敛速度与稳态误差之间始终存在着矛盾,即加快收敛速度,则稳态误差随之加大;减小稳态误差,则收敛速度随之减慢。研究的目的就是能够使两者之间的矛盾得到改善,能够更好地消除回声。研究的方法是在现有算法的基础上,提出了一种改进的LMS算法,通过计算机对该算法进行了仿真,以及利用DSP进行了回声消除,结论表明该算法具有良好的收敛性能和稳态性能,更好地改善了收敛速度与稳态误差之间的矛盾,消除效果较好。     

一种基于改进LMS算法的语音消噪方法

为了提高LMS自适应滤波算法的性能,在对一些变步长LMS算法进行分析的基础上,提出了一种改进的变步长LMS算法。利用所提出的算法对被噪声污染的语音信号进行了消噪仿真实验,并进行了主客观性能测试。仿真结果与性能测试分析表明,采用本算法消除噪声后的语音基本接近原始语音。     

用于稀疏系统辨识的变步长加权零吸引最小平均p范数算法

在α稳定分布噪声背景下,为了提高稀疏系统自适应辨识算法的稳态性能,提出了基于无噪先验误差功率函数的变步长加权零吸引最小平均p范数基本算法(BVSS-RZA-LMP)和变步长加权零吸引最小平均p范数改进算法(IVSS-RZA-LMP).两种算法分别根据无噪先验误差功率和加权的无噪先验误差功率计算新的步长;步长随无噪先验误差功率的减小而逐渐减小.当算法达到稳态时, IVSS-RZA-LMP算法不再调整权矢量,改进了BVSSRZA-LMP算法稳态性能.α稳定分布噪声背景下的系统辨识仿真结果表明,当系统较稀疏时, IVSS-RZA-LMP算法能够在较快收敛的情况下获得非常小的稳态误差.     

一种新变步长LMS算法及在自适应波束形成中的应用

LMS算法是智能天线自适应波束形成算法中的经典算法,由于其步长固定,造成收敛速度和稳态失调之间的矛盾。为了解决这一问题,提出一种新的变步长LMS算法,并在算法中引入误差信号的自相关估计,大大降低了噪声的干扰,对算法进行仿真,得到了最优的参数设置。利用蒙特卡罗方法对算法进行了性能评估,与传统的LMS算法、NLMS算法相比,新的变步长LMS算法具有更快的收敛速度和较小的稳态误差及优良的抗噪性能。     

多噪声环境下双微阵列语音增强算法

为提高双微阵列语音增强系统在多噪声环境下的消噪性能，提出一种适用于双微阵列的改进广义旁瓣抵消器语音增强算法。根据双微麦克风阵列的结构特点，首先，用基于噪声互功率谱估计的改进相干滤波算法消除距离较远麦克风之间产生的弱相关噪声；然后，利用广义旁瓣抵消算法消除距离较近麦克风之间产生的强相关噪声；最后，通过基于最小值控制递归平均的子带谱减法有针对性地消除不同频带上的残留噪声。仿真实验表明，在多噪声环境下所提算法较现有的双微阵列语音增强算法取得了更好的感知语音质量评价得分，一定程度上改善了双微阵列语音增强系统对复杂噪声的抑制效果。     

改进的变步长最小均方误差电子耳蜗语音增强算法

针对外部强噪声环境下电子耳蜗语音质量受损、适应性差等问题,提出了基于谱减法和变步长最小均方误差（LMS）自适应滤波算法联合去噪的改进方法,并以该方法构建了一个电子耳蜗前端语音预处理系统。利用变步长LMS自适应滤波算法输出误差的平方项来调节步长,采用步长值固定与变化相结合的方法,解决了自适应滤波算法收敛速度慢、稳态误差大的问题,适应性得到提高,提高了语音信号通信质量。该系统以TMS320VC5416和音频编解码芯片TLV320AIC23B为核心,通过多通道缓冲串口（McBSP）和串行外设接口（SPI）实现了语音数据的高速采集和实时处理。实验仿真和测试结果表明该算法消除噪声性能好,信噪比在低输入信噪比情况下提高约10 dB,语音质量感知评价（PESQ）分值也得到较大提高,能有效提高语音信号质量,且该系统性能稳定,能进一步提高耳蜗前端语音的清晰度和可懂度。     

一种引入动量项的变步长LMS算法的研究

该文针对SVSLMS算法步长函数在误差e（n）接近零处不具有缓慢变化的缺点和MLMS算法由于采用固定步长使得在稳态阶段权值更新到期望值速度过慢的不足进行了讨论。通过更新SVSLMS算法步长函数和在权值调整式中增加动量项,该文提出了一种改进算法—SVS-MLMS算法。该算法具有步长函数在误差e（n）接近零处能够缓慢变化的优点,使得在白适应稳态阶段的步长稳定在最优值,进而使权值收敛到最佳。仿真结果证明该算法在学习曲线收敛速度加快和稳态误差减小方面取得了较好的效果。该文还讨论了算法中三个参数a,b,r的取值对算法收敛性能的影响,确定了它们的最优值。     

基于EEMD与改进提升小波的脑电信号消噪方法

为消除混杂在脑电信号中的噪声,提出一种总体平均经验模态分解(EEMD)与改进提升小波相结合的脑电信号消噪方法。利用EEMD算法将含噪脑电信号分解为若干个内蕴模式函数(IMF)分量,通过自相关函数特性法提取出由噪声主导的高频IMF分量,并运用改进提升小波进行消噪处理,将保留的低频IMF分量与消噪后的高频IMF分量进行叠加,从而得到消噪后的脑电信号。实验结果表明,与传统提升小波消噪方法以及改进的提升小波消噪方法相比,该方法的信噪比较高,均方根误差较低。     

基于TEO能量谱减法的语音增强技术的研究

谱减法是目前减少噪声干扰、提高语音质量的一种有效方法。为了进一步提高谱减法的去噪性能,提出一种基于TEO(Teager Energy Operator)能量的改进谱减法。该方法利用TEO能量对带噪语音进行语音活动检测,区别出噪声段和语音段,对噪声段和语音段分别进行谱减处理,既保证了语音质量,又尽可能地消除了噪声干扰。在F16战斗机噪声环境中对算法性能进行测试,结果表明,该方法提高了输出信噪比,抑制了音乐噪声,具有良好的语音增强效果。     

一种新的LMS自适应滤波算法分析仿真研究

传统变步长最小均方(LMS)算法存在收敛速度慢、易受噪声干扰等缺点,为了提高算法的性能,通过对变步长LMS算法进行分析研究,在步长因子x(n)与误差信号e(n)的相关统计量之间建立一种新的非线性函数关系,提出了一种新的变步长LMS自适应滤波算法。该算法采用误差信号的自相关时间均值来调节步长,并用绝对估计误差的扰动量以加快自适应滤波器抽头权向量的收敛。理论分析与计算机仿真结果表明:与SVSLMS和G-SVSLMS算法比较,该算法具有较快的收敛速度、较小的稳态误差以及较强的抗干扰能力。     

基于Teager能量算子的改进阈值函数的去噪算法研究

针对传统阈值去噪中出现的信号与噪声小波包系数的混叠现象、阈值函数在阈值处不连续、小波包系数估计值与原始值存在恒定偏差等问题,提出了一种基于Teager能量算子的改进阈值函数的去噪算法。该算法首先对小波包分解后的小波包系数进行Teager能量算子的计算,使语音与噪声系数间的差异变大,利于阈值的选择;再对软、硬阈值函数导致的伪吉布斯效应、恒定偏差等问题进行改进,提出了一种改进的阈值函数,该函数不仅克服了常用函数的不连续性和恒定偏差问题,且具有更加优越的数学特性。实验结果显示,改进的算法信噪比提高且均方误差有所降低,表明了该算法在最大程度去除噪声的同时也避免了信号的失真,具有较高的实用价值。     

基于分数阶微分自适应算法的煤尘图像滤噪

针对传统的煤尘图像滤噪方法迭代过程长、滤噪效果不理想、纹理保持能力差等问题,对现有的滤噪方法进行改进,建立了基于分数阶微分模型的自适应滤噪算法。改进算法对参数u的变化梯度进行调整,从整数阶扩展到分数阶;根据区域特征分别对算法中的各项参数进行自适应选择。实验结果表明,改进后的滤噪算法收敛速度快,迭代次数少,滤噪效果好,纹理保持能力强,且其检测滤噪效果能力的量化指标获得了很好的改善。     

适用于Chirp信号的语音消噪改进算法

采用Chirp信号为载波与各种数字调制方式相结合的Chirp调制信号作为一种数传工具,具有很强的可靠性和鲁棒性。然而接收机上的Chirp接收信号常常伴有周边广播电台发射出的语音噪声干扰。随着广播电台的发展,语音噪声的能量有逐渐变强的趋势,严重影响Chirp信号传输的可靠性和有效性。由于语音噪声的非平稳性,传统的消噪方法难以取得较好的效果。提出一种适用于Chirp信号的语音消噪算法,对短波接收机上的Chirp-BPSK信号进行消噪处理。接收信号上的加性语音噪声被大幅度削减,系统的误码率性能得到很大提升,验证了该消噪算法的有效性。     

改进的曲率滤波强噪声图像去噪方法

目的 医学影像获取和视频监控过程中会出现一些恶劣环境,导致图像有许多强噪声斑点,质量较差。在处理强噪声图像时,传统的基于变分模型的算法,因需要计算高阶偏微分方程,计算复杂且收敛较慢;而隐式使用图像曲率信息的曲率滤波模型,在处理强噪声图像时,又存在去噪不完全的缺陷。为了克服这些缺陷,在保持图像边缘和细节特征的同时去除图像的强噪声,实现快速去噪,提出了一种改进的曲率滤波算法。方法 本文算法在隐式计算曲率时,通过半窗三角切平面和最小三角切平面的组合,用投影算子代替传统曲率滤波的最小三角切平面投影算子,并根据强噪声图像存在强噪声斑点的特征,修正正则能量函数,增添局部方差的正则能量,使得正则项的约束更加合理,提高了算法的去噪性能,从而达到增强去噪能力和保护图像边缘与细节的目的。结果 针对多种不同强度的混合噪声图像对本文算法性能进行测试,并与传统的基于变分法的去噪算法（ROF）和曲率滤波去噪等算法进行去噪效果对比,同时使用峰值信噪比（PSNR）和结构相似性（SSIM）作为滤波算法性能的客观评价指标。本文算法在对强噪声图像去噪处理时,能够有效地保持图像的边缘和细节特征,具备较好的PSNR和SSIM,在PSNR上比ROF模型和曲率滤波算法分别平均提高1.67 dB和2.93 dB,SSIM分别平均提高0.29和0.26。由于采用了隐式计算图像曲率,算法的处理速度与曲率滤波算法相近。结论 根据强噪声图像噪声特征对曲率滤波算法进行优化,改进投影算子和能量函数正则项,使得曲率滤波算法能够更好地适用于强噪声图像,实验结果表明,该方法与传统的变分法相比,对强噪声图像去噪效果显著。     

基于谱减法和变步长LMS语音增强算法

谱减法是目前有效的增强语音信号质量的技术之一,低信噪比下降噪效果明显,而LMS自适应滤波算法收敛速度慢,步长需在收敛速度和失调折中选择。提出了先经过谱减法然后采用变步长LMS自适应滤波算法联合去噪来提高信号质量,通过改变误差的平方项来调节步长,步长采用先固定后变化的原则,兼顾了提高收敛速度和缩小稳态误差。在MATLAB 环境下进行仿真实验,测试结果表明提出的经过基本谱减法后再采用变步长LMS自适应滤波算法能有效消除背景噪声,信噪比SNR和PESQ分值得到了较大的提高,减少了原始语音信号的失真,提高了信号质量。     

基于改进MP的地震信号去噪

地震资料中的噪声分为相干噪声和随机噪声.针对随机噪声,采用匹配追踪（MP）算法进行去噪,能取得一定的去噪效果,但是MP算法过大的计算量严重影响去噪的效率.为解决这个问题,本文采用遗传算法（GA）寻找最优原子,大大减少了算法的运算量,提高了算法的运算速度.本文对Ricker子波进行改进,加入尺度参数、位移参数和相位参数,利用改进后的Ricker子波构建的过完备原字库进行去噪可以取得更好的效果.本文采用相邻残差比阈值作为迭代终止条件,与采用硬门限作为迭代终止条件相比增强了算法的鲁棒性.实验仿真时,首先对加有随机噪声的人工合成地震信号进行去噪,仿真结果表明：本文改进的去噪算法与基础MP算法相比,在信噪比、均方差和计算速度上具有明显优越性,然后将本文改进的方法应用于实际地震信号去噪,并取得很好的去噪效果.     

基于EMD和SST算法的闪电电场信号去噪研究

为进一步减少噪声对闪电电场信号的干扰,提出了一种经验模态分解(EMD)和同步压缩小波变换(SST)相结合的组合去噪方法。利用EMD算法能够自适应分解信号和SST算法可将噪声压缩为点状噪声或颗粒状噪声并集中分布的特点,从而选用中值滤波达到对噪声的抑制。利用该方法对标准闪电波和自然闪电波信号分别进行去噪处理,并运用信噪比、相关系数和均方误差对去噪效果进行了定量分析。实验结果表明,所提去噪方法相比于传统小波阈值去噪法、单独用EMD算法和单独用SST算法均取得了较好的去噪效果。     

改进的最小均方自适应滤波算法

针对传统的固定步长最小均方(LMS)算法应用于雷达杂波自适应滤波器系统存在收敛速度与收敛精确度相矛盾的问题,提出一种新的变步长LMS自适应滤波算法。在其基础步长迭代公式中,通过组合自相关误差与前一步长因子来实时更新迭代下一步长因子的方法,达到具有较快的收敛速度和较小的失调,并且不受已经存在的不相关噪声的干扰的效果。仿真结果表明,所提方法的实验效果与传统固定步长LMS算法及已有算法相比,在收敛速率、收敛精度、抑制噪声方面都有很大的改善,证明所提算法是有效、可行的,且与理论分析一致。