基于谐波重构滤波的数字助听器语音增强算法

本文研究了基于先验信噪比估计的维纳滤波增强算法。针对基于先验信噪比估计的维纳滤波法未能有效提高语音可懂度的缺点进行了研究与改进：首先,引入了以MMSE为准则的两步先验信噪比估计取代原“直接判决”法;其次,针对信噪比为负的区域,增益函数的过高估计会严重降低语音可懂度的问题对增益函数进行了改进,放大了负信噪比区域的噪声谱,从而降低增益函数被过高估计的可能性;最后,针对两步先验信噪比估计引起的畸变问题,在两步先验信噪比估计的基础上提出了谐波重构降噪方法,使用畸变的信号重构丢失的谐波成分,从而降低了信号的畸变。实验结果表明,改进的方法能够有效的提高语音可懂度并降低语音信号的畸变。     

基于维纳滤波的数字助听器语音增强算法

本文研究了基于先验信噪比估计的维纳滤波增强算法。针对基于先验信噪比估计的维纳滤波法未能有效提高语音可懂度的缺点进行了研究与改进：首先,引入了以MMSE为准则的两步先验信噪比估计取代原“直接判决”法;其次,针对信噪比为负的区域,增益函数的过高估计会严重降低语音可懂度的问题对增益函数进行了改进,放大了负信噪比区域的噪声谱,从而降低增益函数被过高估计的可能性。实验结果表明,改进的方法能够有效的提高语音可懂度。     

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。      

基于非因果先验信噪比估计的语音增强方法

传统维纳滤波语音增强方法采用直接判决法来估计先验信噪比,直接判决法利用当前帧和当前帧之前的信息,这种方法对信号突变不能很好的估计,且在低信噪比区域的平滑程度也不够。针对上述两个缺点,提出一种基于非因果先验信噪比估计器的维纳滤波语音增强方法,这种方法利用当前帧之前、当前帧和当前帧之后的信息来联合估计先验信噪比。由于利用当前帧之后的信息,这种方法能够对信号突变进行很好的估计,且在低信噪比区域对后验信噪比进行深度平滑。实验结果表明,本文的方法优于传统的维纳滤波语音增强方法。     

基于维纳滤波的改进语音增强算法研究

根据传统的基于短时谱的维纳滤波算法,提出了一种改进方法,能有效地对噪声估计环节引入的偏差做修正,提高了整个语音增强系统的抑噪功效。运用MATLAB进行试验仿真,并与传统维纳滤波算法相比较,结果表明该算法能十分有效地滤除噪声,增强语音,同时对有效语音信号带来的失真也非常小,使语音信号的清晰度与可懂度同时得到了提高。     

数字摄像机自动聚焦机械噪声消除方法研究

数字摄像机的摄像头在缩放时产生较大声噪,回放时主观听觉十分明显,因此需要研究一种高质量语音降噪算法,用于消除机械声噪,同时避免产生语音畸变。通过分析传声器阵列及带噪声源的数学模型,构建了一套基于传声器阵列的语音降噪系统,针对机械噪声的统计特性,利用最小方差无畸变响应波束形成法对非注视方向的噪声进行滤波,采用子带后处理法进一步降噪。该算法在保证稳定性的前提下降低了语音降噪处理的复杂度并提高信噪比;提出一种新的单通道维纳滤波函数,降低了信号低频部分的畸变。实验语音数据均在普通会议室采集,新的增强算法增益为16dB,主观听觉可懂度较好。实验结果证明,该系统可作为理想的语音降噪设备应用于摄像机录制过程中。     

低信噪比下基于信号子空间的语音增强算法研究北大核心CSCD

内嵌式预白化子空间算法与其它经典语音增强算法相比有很好的去噪效果,但是在低信噪比环境下,仍存在大量残留噪声.针对这一点,本文提出信号子空间优化与维纳滤波方法相结合的改进方法.仿真结果表明,在几种常见背景噪声的低信噪比下,相比传统的谱减法、维纳滤波法、内嵌式预白化子空间算法,本文算法效果更佳,能有效的抑制背景噪声,改善语音质量,并且保证一定的语音可懂度.     

仿听觉掩蔽效应的助听器语音增强算法

为增强听障患者在噪声环境下的语言理解度,本文提出了一种改进的感知滤波器算法。针对一般感知滤波器会出现被掩蔽音在感知滤波后变为可闻噪声的问题,本文仿听觉掩蔽效应设计了加权感知滤波器算法。算法在基本感知滤波器设计的基础上,首先采用直接判决法来估计先验信噪比,并基于最佳平滑因子法进行修正。然后基于最小均方差准则获得最优估计值,从而得到感知权重滤波器的增益函数。仿真实验结果表明,该方法能够有效地消除残留噪声,降低噪声对语音的干扰,使得处理后的语音质量有所提高。     

低信噪比条件下的语音端点检测与增强

针对在低信噪比条件下难以实现语音端点检测,提出了基于混沌理论的解决方法,采用Duffing方程的间歇混沌特性对语音信号进行检测,同时对谱减法作了改进,根据入耳听觉掩蔽效应的语音增强算法,动态修正谱减系数,有针对性地进行谱减,有效克服了音乐噪声.在信噪比较低的情况下,按照该方案处理后的语音不仅信噪比显著提高,主观听觉失真有效减小,且语音清晰度、可懂度和舒适度极大改善.     

基于增益函数的线性预测语音增强算法的研究

增益函数估计的精确度直接决定了语音增强算法的性能,并且增益函数的估计依赖于先验信噪比估计算法.DD(Decision Directed)算法具有较低的计算复杂度和有效抑制音乐噪声的优点,是最常用的先验信噪比估计算法,但是DD算法具有语音失真严重的缺点.介绍了DD算法、MDD(Modified method)算法和线性预测增益函数算法,理论分析了各自性能的优缺点,并进行了实验验证.实验结果显示,增益函数的线性预测方法可以取得较好的语音增强性能.     

基于短时谱分析的语音增强改进算法

介绍了基本的语音增强短时谱分析算法的原理.基于经典的谱减算法进行改进,引入了先验信噪比估计,以及时间回归平均法对噪声进行更新,以及一系列后处理改进方法,提高了降噪效果.在保持语音可懂度的基础上,增强了噪声衰减量.主、客观实验结果表明,针对汽车噪声一类的平稳噪声,算法效果出色;而对于街道、人声一类非稳态噪声,该算法性能优...     

基于自适应滤波的噪声抵消法

语音降噪就是从带噪语音信号中提取尽可能纯净的原始语音。文中介绍了一种基于自适应滤波的噪声抵消法，采用归一化最小均方误差算法，采集实际噪声环境下各种不同信噪比的带噪语音样本进行降噪处理，实验结果表明，处理后信号的信噪比得到了较大程度的提高，大大改善了听音效果，具有很高的可懂度，且语音自然度好，没有失真；并与谱减法进行了比较，自适应噪声抵消法的降噪幅度比谱减法有一定提高，在听音效果上，用自适应噪声抵消法处理后的语音在清晰度、自然度方面优于谱减法。     

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。      

基于两步噪声消除技术与高斯统计模型的语音增强算法

针对语音增强技术中先验信噪比参数的估计问题,本文通过结合两步噪声消除技术以及语音与噪声分量的高斯统计模型,在频率域中提出了一种新的先验信噪比估计算法。该算法基于直接判决方法的输出结果,利用最小均方误差估计理论直接计算当前帧纯净语音分量的谱能量,以获取带噪语音的先验信噪比估计。算法在保留两步噪声消除算法优点的基础上,无需语音增强系统中增益因子的任何先验条件,且在有效消除背景噪声的同时能够最大程度地抑制输出语音中音乐噪声的生成。多种噪声背景下的仿真结果表明:相对于经典的直接判决方法和新近的两步噪声消除算法,基于本文先验信噪比估计方案的语音增强系统在主观与客观评价标准下都具有更加优良的语音增强效果。      

基于临界频带的子带滤波语音增强

根据人耳的听觉感知特性,提出了一种基于子带滤波的优化语音增强方法。基于临界频带设计滤波器将输入信号分成若干子带,依据估计出的每个子带的短时信噪比来对相应子带的时域信号逐帧进行独立的自适应处理后再合成。语音增强性能评估结果表明,有效地去除背景噪声的同时还抑制了音乐噪声,减少了语音的听觉失真,提高了增强语音的可懂度。     

基于会议电话中的实时语音降噪算法研究

在兼顾降噪性能和功耗的基础上，提出一种基于多特征估计的实时语音降噪算法? 算法首先将输入信号进行快速傅里叶变化，并根据概率密度进行噪声估计，然后分别计算输入信号的３个特征频谱平坦度、频谱差异度和似然值，并将特征值映射到激活函数上求出语音概率，最后根据该概率来更新滤波器系数，从而获得去噪的信号，与改进谱减法、自适应维纳滤波法和基于调制深度的算法的实验对比显示，提出算法的信噪比改善情况明显好于其他算法，最大改善幅度达到16ｄＢ左右。此外，主观语音质量评估的效果也高于其他算法。     

改进小波阈值函数的语音增强算法研究

在小波阈值语音增强算法中,阈值函数是一个重要的部分,其直接决定着语音增强效果的好坏,但现存的阈值函数存在着不连续、计算复杂、不同分解层函数形式固定等问题。为了解决上述问题,本文提出了一种可根据小波分解尺度自适应调整,同时具有调整参数的改进连续阈值函数。该阈值函数在小波域对带噪语音信号的小波系数进行处理,通过遗传算法获取最优解,重构处理后的最优小波系数得到增强的语音信号。本文在仿真与真实环境下进行了实验,改进的阈值函数较传统的阈值函数在信噪比、均方误差以及语音信号主观评价三个方面均得到了提升。实验结果表明,改进小波阈值函数的语音增强算法能有效提升语音信号的可懂度和整体质量。      

一种基于几何谱减法和听觉掩蔽效应的语音增强方法

针对低信噪比下非平稳噪声环境情况,几何谱减算法产生较大的语音畸变的缺点,提出了一种结合听觉掩蔽效应的改进算法,该算法通过对噪声的实时估计,同时结合听觉掩蔽效应设计一个感知滤波器,对增强后的信号频谱进行滤波以抑制背景噪声,从而将残留噪声强度控制在掩蔽阈值之下.通过计算PESQ、oSNR、语谱图及时域仿真波形图分析及主观试听表明:改进的几何谱减算法不仅提高了语音信号的信噪比,而且残留噪声和语音畸变较小,提高了语音的可懂度.     

基于参数估计和感知提升的语音增强降噪算法

为了提高单通道语音增强降噪算法的整体质量,该文从噪声消除和语音感知两个角度出发对传统语音增强算法进行改进,通过引入多种处理手段来达到最佳优化效果。首先在参数估计方面,把基于弱语音出现的平滑算法加入到基于固定先验信噪比的软判决方法中来解决噪声谱过估计问题,并根据语音帧存在概率动态调整平滑因子,从而提高先验信噪比的跟踪效果。其次在语音质量感知提升方面,采用谐波恢复的方法重建语音段的高频谐波分量,并采用相位补偿和增益平滑的方法消除静默段和语音段的音乐噪声。实验结果表明,相比传统算法,该文算法通过引入参数估计改进模块和感知质量提升模块,在消噪效果和语音质量两方面均得到了较大的提高,并适用于多类噪声环境和信噪比条件。     

结合相位谱补偿的调制域谱减法

针对现有谱减法面临增强语音可懂度低且引入"音乐噪声"的问题,提出了一种结合相位谱补偿的调制域谱减法。首先将语音分解到若干频带,以同一频带不同时间的幅度谱为输入,通过傅里叶变换得到调制谱,然后采用谱减法修正不同频带的调制幅度谱,有效抑制了背景噪声,同时利用反对称函数补偿调制相位谱,进一步降低残留噪声,提高了语音可懂度。主客观实验结果表明,在不同噪声及信噪比情况下,本文方法能明显抑制背景噪声和"音乐噪声",同时处理后的增强语音保持良好的语音可懂度,改善了主观感知质量。