基于調(diào)制濾波與畸變控制的語音增強.pdf

1、在不利的聲學(xué)環(huán)境下，語音通信系統(tǒng)的性能受到嚴重的影響。噪聲的存在會降低語音質(zhì)量與語音可懂度。這也使得語音通信系統(tǒng)的在現(xiàn)實環(huán)境下的應(yīng)用受到了限制。因此，語音增強技術(shù)對于提升語音通信系統(tǒng)的性能十分重要。
　　依據(jù)算法對語音信號處理方式的不同，語音增強算法可以分為兩類:時域語音增強算法和變換域語音增強算法。本文從這個角度，全面回顧了經(jīng)典的語音增強算法。時域語音增強算法多利用語音信號的短時平穩(wěn)性等特點來對噪聲進行抑制。變換域的語音增強算法

2、依賴于特定的變換，例如離散傅立葉變換(Discrete Fourier Transform，DFT)、離散余弦變換(DiscreteCosine Transform，DCT)等。通過這些變換，語音與噪聲能夠更好地被區(qū)分。本文詳細介紹了譜減法、基于最小均方差(Minimum Mean-Square Error，MMSE)短時幅度譜估計法（Short Time Spectral Amplitude，STSA）等變換域的語音增強算法，并討論了

3、各種語音增強算法的優(yōu)點和缺點。
　　語音信號可以被分解成調(diào)制信號和載波信號。研究表明，語音信息的主要載體是調(diào)制信號。為了對語音的調(diào)制信號進行處理來提高含噪語音質(zhì)量，本文提出了一種基于調(diào)制濾波的語音質(zhì)量增強算法。調(diào)制濾波首先利用一個濾波器組將語音信號分解成各個子頻帶信號;其次，利用包絡(luò)檢波技術(shù)對各個子頻帶信號的調(diào)制信號進行估計;最后對子頻帶調(diào)制信號進行頻率分析。本文在具體實現(xiàn)時使用短時傅立葉變換對語音信號的頻帶進行等分，采用各個子頻

4、帶信號的幅度值作為調(diào)制信號;最后，利用傅立葉變換對調(diào)制信號進行頻率分析。在對信號進行頻率分析時，采用譜減法作為濾波技術(shù)，產(chǎn)生了調(diào)制譜減法。實驗結(jié)果表明，調(diào)制譜減法能夠有效地減小背景噪聲，并能抑制音樂噪聲。
　　大部分語音增強算法能夠提高含噪語音的質(zhì)量，但是卻不能提高含噪語音的可懂度。語音增強算法對語音進行處理會引入語音畸變。當(dāng)增強語音的幅度譜大于純凈語音的幅度譜時，增強語音具有放大畸變;當(dāng)增強語音的幅度譜小于純凈語音的幅度譜時，增

5、強語音具有衰減畸變。經(jīng)典語音增強算法盡量減小純凈語音與增強語音之間的總畸變。但不同類型的語音畸變對于語音可懂度的影響是不同的。未區(qū)分語音畸變的類型是大部分語音增強算法無法提高含噪語音可懂度的一個重要原因。為了提高含噪語音的可懂度，本文提出一種基于畸變控制的語音可懂度增強算法。利用含噪語音的先驗信噪比和經(jīng)典算法的增益函數(shù)來估計語音的頻域信號畸變比(Signal Distortion Ratio，SDR)，根據(jù)SDR的值判斷產(chǎn)生語音畸變的類