基于多元Laplace语音模型的语音增强算法

传统的短时谱估计语音增强算法通常假设语音谱分量相互独立,没有考虑语音谱分量间的相关性。针对这一问题,该文提出一种新的基于多元Laplace分布模型的短时谱估计算法。首先,假设语音的离散余弦变换(DCT)系数服从多元Laplace分布,以此利用谱分量间的相关性;在此基础上,利用多元随机矢量的高斯尺度混合模型表示,推导得到语音DCT系数矢量的最小均方误差(MMSE)估计的解析表达式;并进一步推导了基于该分布模型的语音存在概率,对最小均方误差估计子进行修正。实验结果表明,该算法在抑制背景噪声和减少语音失真等方面优于传统的语音增强方法。     

含噪语音信号频谱增强技术的统计方法研究与展望

基于单个麦克风的含噪语音信号频谱增强技术,一直受到有关工业和学术界的高度关注,其广泛应用于诸如语音识别、助听系统和免提终端通信等领域中。本文系统地讨论了含噪语音信号频谱增强系统设计的基本模块元素,并对诸如语音信号估计、语音信号出现概率估计、先验信噪比(SNR)估计和噪声功率谱估计等模块元素的统计技术与方法进行了较详细的讨论和描述。文中还讨论了含噪语音信号频谱增强算法的有关选择问题,并展望了其今后可能的研究与发展方向。     

基于Gamma语音模型的语音增强算法

提出了一种新的基于Gamma语音模型的语音增强算法。首先,在假定语音和噪声的短时DCT系数分别服从Gamma和Gaussian分布的基础上,推导了最小均方误差意义下的语音信号短时DCT系数估计;然后,根据语音存在概率估计,提出了语音信号短时DCT系数估计的修正因子。在增强算法中,提出了基于Gamma语音模型的改进最小统计量控制递归平均(IMCRA)噪声估计算法。仿真结果表明,该算法不仅在噪声抑制性能方面优于近两年国际上提出的几种基于Gaussian语音模型的语音增强算法,而且在增强语音质量方面也具有更好的性能。     

一种基于Laplacian语音模型的语音增强算法

本文提出了一种新的基于Laplacian语音模型的语音增强算法。首先,在假定语音和噪声的短时DCT系数分别服从Laplacian和Gaussian分布的基础上,推导了最小均方误差意义下的语音信号短时DCT系数估计;然后,根据语音存在概率估计,提出了语音信号短时DCT系数估计的修正因子。在增强算法中,提出了面向判决的Laplacian语音模型参数估计和基于Laplacian语音模型的改进最小量控制递归平均(IMCRA)噪声估计算法。仿真结果表明,本文算法不仅在噪声抑制性能方面优于近两年国际上提出的几种基于Gaussian语音模型的语音增强算法,而且在增强语音质量方面也具有更好的性能。     

基于实值离散Gabor变换的联合时频域语音增强

传统变换域语音增强方法对语音做短时平稳性假设,这会造成对语音信号和噪声信号谱估计不准确,从而导致语音失真和残留噪声。本文提出一种从联合时频域进行语音增强的方法,该算法无需对语音做短时平稳假设。算法采用具有最佳能量聚集特性的高斯变换核函数,利用能快速实现的实值离散Gabor变换（RDGT）将语音信号变换到联合时频域,然后利用语音和噪声谱服从高斯分布的假设和无语音概率的思想进行基于最小均方误差的语音对数谱估计,采用改进的最小受控递归平均算法（IMCRA）进行噪声时频谱估计,在得到纯净语音的谱估计后利用实值离散Gabor逆变换获得纯净语音估计。实验表明,该算法相比频域变换算法具有较好的语音去噪度和较低的语音失真度。      

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。      

Speech enhancement using an MMSE short time DCT coefficients estimator with supergaussian speech modeling

In this paper, two speech enhancement systems with supergaussian speech modeling are presented. The clean speech components are estimated by Minimum-Mean-Square-Error （MMSE） estimator under the assumption that the DCT coefficients of clean speech are modeled by a Laplacian or a Gamma distribution and the DCT coefficients of the noise are Gaussian distributed. Then, MMSE estimators under speech presence uncertainty are derived. Furthermore, the proper estimators of the speech statistical parameters are proposed. The speech Laplacian factor is estimated by a new decision-directed method. The simulation results show that the proposed algorithm yields less residual noise and better speech quality than the Gaussian based speech enhancement algorithms proposed in recent years.     

改进型短时对数谱的语音增强算法的DSP实现

通过研究单通道条件下基于语音短时对数谱的最小均方误差（MMSE—LSA）估计的语音增强算法，简化了算法难度，改进了实时性。引入了最佳修正短时对数谱估计，能在信号存在的不确定性下最小化语音信号对数谱的均方误差。试验证明此方法的语音增强效果较好，尤其在较低信噪比时效果更明显。算法用浮点DSP TMS320VC33实现，能有效抑制背景噪声。     

非平稳环境下基于人耳听觉掩蔽特性的语音增强

传统的语音增强算法往往仅对平稳噪声或缓慢变化的噪声有效,且残留的音乐噪声较大。对此,本文研究了一种非平稳环境下基于听觉掩蔽效应的语音增强算法。该算法对传统谱减法的功率谱估计算法进行改进,根据最小均方误差原则和语音信号的听觉掩蔽阈值调整功率谱估计的参数,并引入了基于最小值统计特性的噪声估计算法,使估计的噪声更好地跟踪噪声的变化。实验结果表明:该算法对平稳和非平稳的噪声都得到较好的增强效果,且较好地抑制了音乐噪声。     

一种基于短时谱估计和人耳掩蔽效应的语音增强算法

该文结合短时谱估计算法和人耳掩蔽效应提出了一种单通道语音增强算法。该算法在MMSE准则下采用了非固定参数的语音跟踪,并且引入人耳掩蔽效应动态的确定增强滤波器的传递函数以适应语音信号的变化。实验结果表明：该算法使降噪后的语音信号有较小的语音失真并且很好地抑制了音乐噪声。     

基于直接判决估计和预测估计的语音增强算法

对噪声环境下语音增强算法中的先验信噪比估计提出了一种新的估计算法。该算法结合了直接判决估计和预测估计方法,与传统的基于直接判决的先验信噪比估计算法相比较,当后验信噪比较大时,该算法减少了语音失真;当后验信噪比较小时,算法较明显地减少了音乐噪声。通过研究发现传统的直接判决方法就是该算法的一个特例,该算法可以通过一个权衡因子退化为传统的直接判决方法。实验结果也证实所提出的算法的优越性能。     

基于噪声被掩蔽概率的优化语音增强方法

利用听觉系统的掩蔽特性,提出了一种优化的语音增强方法。研究表明,噪声被语音掩蔽的概率是噪声强度和听觉掩蔽阈值的函数。考虑到噪声在带噪语音中的出现具有不确定性,各语音谱分量的最终估计由对带噪语音的谱分量和用传统的增强方法估计的谱分量的加权求得,加权因子由噪声被掩蔽概率确定。语音增强性能的评估结果表明,这种优化的语音增强方法在减少语音失真与加强噪声抑制之间取得了良好的折衷,减少了语音的听觉失真, 有效地抑制了音乐噪声,提高了增强语音的清晰度。     

基于小波变换的双通道相干语音增强

提出了一种基于小波变换的双通道语音增强方法.该方法将双通道接收的带噪语音分解到各小波子空间,在对噪声非平稳特性的精确估计的基础上有效地进行相干增强处理.针对语音和噪声在各小波子空间的不同时-频特性,采用不同参数值的MMSE-STSA估计器进行后续滤波,可以将遗留噪声进一步滤除.文章最后的实验结果证明,与传统的双通道相干语音增强方法相比,该方法具有更好的处理效果.     

改进的基于语音存在概率的噪声功率谱估计算法

噪声功率谱估计是语音增强算法中的关键技术之一.针对在非平稳噪声环境下噪声功率谱估计不够准确的问题,采用了基于后验语音存在概率的噪声功率谱估计算法,并对其中的语音存在概率估计算法进行了改进.利用语音信号的短时平稳性,在时域和频域上利用相邻帧和相邻频点的相关性估计当前帧的语音存在概率.仿真结果表明,该算法与原始算法及改进的最小值控制递归平均噪声估计(IMCRA)算法相比,能够有效提升非稳态噪声环境下噪声功率谱估计准确度和语音增强效果.     

基于噪声谱约束的二值掩码估计语音增强算法

提出一种基于噪声谱约束的二值掩码估计语音增强算法,用以提高低信噪比情况下的语音可懂度。首先分析了低信噪比时,先验信噪比过估对噪声谱估计函数的影响;再分别对先验信噪比和噪声谱估计函数进行修正;最后,根据修正后的噪声谱估计函数和先验信噪比判断出噪声谱被欠估的时频单元,估计出二值掩码值,并对相应的增强后语音时频单元进行幅度谱约束。仿真结果表明,在几种常见背景噪声的低信噪比情况下,相比于传统维纳滤波法,本文算法效果更好,能有效的提高语音可懂度。      

基于自适应共轭梯度参数估计的顽健卡尔曼滤波语音增强算法

对于加性噪声影响下的语音信号，利用双通道输入建立起来的增广卡尔曼滤波器模型，采用自适应共轭梯度方法对纯净语音和有色噪声干扰模型分别进行参数估计，提出了一种有效的语音增强算法。由于该方法对模型参数的估计精确性较高，而且估计速度快，同卡尔曼滤波类的其它语音增强方法相比，其语音增强效果良好，且具有一定的顽健性。仿真实验表明在环境噪声很复杂的情况下，该方法仍然有效。     

基于听觉掩蔽效应和噪声估计的语音增强算法

谱减法在增强语音、提高信噪比的同时,残留的音乐噪声较大.在利用听觉掩蔽闻值对谱减系数进行修正的基础上,采用实时噪声估计来减少谱减法噪声估计误差,并对谱减后的语音信号进行感知滤波来进一步抑制残留音乐噪声.实验结果表明,该算法能去除噪声,增强语音,并在不影响信噪比的同时降低语音失真测度值.主观测听表明语音音质有明显提高.     

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。      

Gain Adapted Optimum Mixture Estimation Scheme for Single Channel Speech Separation

This paper presents the proof of an Optimum mixture estimator for the single channel speech separation problem, which is a technique for separating two speech signals from a single recording of their mixture. The presented work is an attempt to solve a fundamental limitation in the current single channel speech separation techniques, in which it is assumed that the data used in the training as well as test phases of the separation model have the same energy levels. To overcome this limitation, a gain adapted Optimum mixture estimator is derived, which estimates the mixture of speech signals under the different signal-to-signal ratios (SSRs). Specifically, the speakers’ gains are incorporated as unknown parameters into the separation model, and then the estimator is derived in terms of the source distributions and SSR. It is demonstrated that the use of the Optimum mixture estimator results in the lower estimation error than the non-linear mapping (log and inverse-log operations)-based Mixture-Maximization (MixMax) or Quadratic estimators. The experimental results based on the real speech data also depict that the proposed estimator improves the mixture estimation performance significantly when compared with MixMax or Quadratic estimators with the gain adaptation.     

PESQ测量语音增强算法性能不确定性的研究

对用感知语音质量评价标准（PESQ）测量语音增强算法性能的不确定性进行了研究,给出了不同测试条件下,语音增强算法所得PESQ值的不确定性。通过对结果的分析,比较了轿车噪声条件下几种语音增强算法的性能,并对结果进行了可靠性分析。