基于短时谱估计的语音增强研究

基于短时谱估计的语音增强算法具有良好的降噪性能,算法高效且易于实现。本文对谱减法、维纳滤波、最小均方误差估计等此类算法进行系统的论证,结合实验,分析比较了它们的性能差异,并指出了它们各自的优缺点及适用环境。     

一种基于快速噪声估计的MMSE语音增强算法

提出一种基于快速噪声估计的MMSE语音增强算法,实验表明这种算法比起谱相减法和基于语音短时对数谱的最小均方误差（MMSE-LSA）算法能更显著地提高算法的客观性能,在非平稳噪声环境中能快速估计出变化的噪声功率谱。     

基于MMSE-LSA语音增强算法在非平稳环境下的研究与实现

讨论了非平稳环境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.众所周知,语音信号为时变信号,在假设语音频谱分布为高斯分布的前提下,实验的工作重点是将MMSE-LSA算法与其它语音增强算法(以谱相减的语音增强为例)比较.实验结果表明:该MMSE-LSA算法的语音增强效果很好,特别是在信噪比低时的非平稳环境下效果更为明显.     

新型几何谱减语音增强方法

针对几何谱减算法在处理快速变化的语音时产生语音畸变的缺点,提出一种基于最小均方误差算法估计每帧语音信号的每一个频率分量上的平滑系数,产生自适应帧频率分量平滑系数代替固定值的平滑系数来估计先验信噪比,从而得到更加接近于真实情况的先验信噪比。通过计算板仓-斋藤距离,及利用仿真波形图、语谱图对算法进行客观测试,结果表明新算法相对其他谱减法在相同的去噪度下,语音畸变度最小且几乎察觉不到音乐噪声;特别是在低信噪比非平稳环境下,相对其他谱减法的优势更加显著。     

改进增益函数的MMSE语音增强算法

讨论了基于语音短时对数谱最小均方误差(MMSE-STSA)的语音增强算法,将先验信噪比估计引入增益函数的计算中,有效消除噪声.在带噪信号模型中引入语音存在的不确定度,估计出每个频点的先验无声概率,对增益函数进行改进.通过客观与主观两种评价方法将改进算法与小波变换算法和MMSE估计算法进行比较,实验结果表明,改进算法能更好地抑制背景噪声并且使增强后的语音有较小的失真,增加语音清晰度和理解度.     

改进的基于响度域的语音增强算法

针对短时谱幅度最小均方误差估计(MMSE-STSA)语音增强算法在非平稳噪声环境下噪声抑制能力较差的问题,提出一种改进的MMSE-STSA算法。该算法在响度域进行谱幅度估计,并采取基于概率的语音判决方法。实验结果表明,相比传统的MMSE-STSA算法,改进算法在非平稳噪声环境下能够获得更好的语音质量。     

修正的基于广义Gamma语音模型语音增强算法

广义Gamma模型是近年来新提出的一种语音分布模型,相对于传统的高斯或超高斯模型具有更好的普适性和灵活性,提出一种基于广义Gamma语音模型和语音存在概率修正的语音增强算法。在假设语音和噪声的幅度谱系数分别服从广义Gamma分布和Gaussian分布的基础上,推导了语音信号对数谱的最小均方误差估计式;在该模型下进一步推导了语音存在概率,对最小均方误差估计进行修正。仿真结果表明,与传统的短时谱估计算法相比,该算法不仅能够进一步提高增强语音的信噪比,而且可以有效减小增强语音的失真度,提高增强语音的主观感知质量。     

一种改进的基于听觉掩蔽的自适应β阶MMSE语音增强算法

提出一种改进的基于听觉掩蔽的自适应阶MMSE语音增强算法,实验表明这种改进算法比起经典的语音增强算法能更显著地提高算法的客观性能,特别在非平稳噪声和低信噪比的环境中能快速估计出变化的噪声功率谱。     

一种基于谱减的语音增强算法改进

为进一步降低噪声对采集语音的干扰,提出了一种新的谱减改进方法。采用阈值法对非平稳背景噪声信号进行估计,计算出先验信噪比,得到还原的纯净语音信号。用MATLAB实现了整个算法的仿真,并与传统谱减法结果相比较,仿真结果表明,该算法对非平稳噪声追踪性较好,在抑制背景噪声,减少音乐噪声前提下,提高了语音的可懂度,其计算复杂度也可以接受。     

基于拉普拉斯模型和掩蔽效应的语音增强

提出了一种有效的消除噪声且减小语音失真的语音增强方法。首先实现了语音信号服从Laplacian分布、噪声服从Gaussian分布假设下的MMSE增强算法。为了进一步提高语音增强效果,在增强语音谱幅度阈值的计算上将该方法与人的掩蔽特性相结合。通过语音增强方法性能客观评测表明,该语音增强方法更好地抑制了噪声,有效地减小语音失真。     

基于听觉掩蔽效应的MMSE语音增强算法

针对MMSE语音增强算法低信噪比时产生较大的语音畸变的缺点,提出了一种结合人耳听觉掩蔽效应的MMSE语音增强算法。该算法利用掩蔽阈值来调整MMSE算法中的增益值,使得增强后的语音信号残留噪声和语音畸变较小。通过计算机仿真对增强前后语音信号的信噪比分析以及主观试听表明：改进的MMSE语音增强算法不仅提高了语音信号的信噪比,而且减少了语音畸变,提高了语音的可懂度。     

一种改进型谱减算法的语音增强研究

针对低信噪比条件下基本谱减算法存在降噪效果不佳,产生音乐噪声过大,语音可懂度不高的问题,提出了一种改进型的谱减算法。算法先计算语音信号的倒谱距离值,检测出噪音段和语音段,用动态计算的噪声值代替基本谱减法采用的噪声统计均值;根据当前帧和噪声帧的倒谱距离比值动态设置谱减系数,改进了传统算法中谱减系数保持不变的缺点;同时采用三种方法抑制音乐噪声。仿真实验表明,在低信噪比情况下,改进型的谱减算法可以有效降噪,提高信噪比和可懂度,达到语音增强的目的。     

基于多频带谱减法的语音增强算法的研究

提出了一种改进的基于多频带的语音增强算法。详细地分析了按照不同的线性比例、按照非线性的Bark频率和按照共振峰的一般分布规律三种方法划分频带后,算法性能的改善情况。采用板仓-斋藤距离、波形图、语谱图对算法进行客观测试,仿真实验表明：经过增强后的语音,得到了改善,在主观听觉上也提高了人耳的舒适度;特别是在非平稳环境下,比传统的谱减法有较大的改进。     

利用递归平均和谱减技术的语音增强方法

提出了一种基于改进的谱减法的语音增强算法。该算法首先利用了一种由最小值控制的递归平均的噪声谱估计算法,因而无需语音端点检测,其次利用一种通过递归计算得到的基于子带信噪比的过减因子,减小了产生“音乐噪声”的可能性。分析和实验表明,提出的算法对“音乐噪声”起到了一定的抑制效果,并有效地提高了输出信噪比。     

基于谱减法的改进语音增强方法

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.谱减法通过处理后的语音中会留下所谓的"音乐噪声",针对这个问题,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.对带噪语音进行多带谱相减,并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,从而进一步降低背景噪声.在语音失真和噪声抑制之间取得良好的折中,减少语音的听觉失真,有效地抑制"音乐噪声",提高语音的清晰度.     

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。     

基于非平稳噪声估计的改进谱减语音增强算法

传统的谱减法无法有效地抑制实际语音通信中的非平稳噪声,为了进一步提高谱减法的去噪性能,提出了一种改进的噪声估计算法,首先将带噪语音的功率谱按照Bark频率进行子带划分,然后分别在每个子带内利用改进的最小统计量控制递归平均方法跟踪噪声的变化,从而在准确估计非平稳噪声的功率谱的同时减少计算量。将该算法应用到谱减法中,并与传统的增强型谱减法进行对比实验,实验结果表明：改进的谱减法能够更好地去除各种非平稳噪声,而且能够有效抑制“音乐噪声”,使得增强后的语音具有更好的音质。