基于普通話時頻特性的語音活動檢測及增強(qiáng)算法研究.pdf

1、語音信號處理是數(shù)字信號處理的重要組成部分。語音通信過程中，由于背景噪聲和傳輸中噪聲的干擾，信號處理受到很大的影響，降低了語音質(zhì)量。在保證語音可懂度和清晰度的基礎(chǔ)上對語音增強(qiáng)算法進(jìn)行改進(jìn)，對語音信號處理有非常積極的意義。
　　普通話作為漢語的必然發(fā)展趨勢，也是國家重點(diǎn)推廣的語言標(biāo)準(zhǔn)，具有廣泛的受眾。當(dāng)前語音增強(qiáng)算法多針對外文環(huán)境，因此，針對普通話的語音特征，設(shè)計專用的語音增強(qiáng)算法，具有很高的應(yīng)用價值。
　　當(dāng)前語音增強(qiáng)算法涉及

2、方法多樣，性能不一，但是多存在兩方面的不足:一是對環(huán)境的適應(yīng)能力差，表現(xiàn)為當(dāng)背景噪聲發(fā)生改變時，算法性能下降;二是對噪聲能量要求高，表現(xiàn)為當(dāng)信噪比下降時，算法性能不穩(wěn)定。為了提升這兩方面的不足，本文針對普通話的時頻特征，結(jié)合人耳處理語音信息的機(jī)制，提出了一種過程簡單、性能穩(wěn)定的基于語音活動檢測的語音增強(qiáng)算法。具體工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括:
　　1.通過閱讀大量文獻(xiàn)資料，對當(dāng)前語音增強(qiáng)算法進(jìn)行了分析和總結(jié)，對其算法理論和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，并對

3、語音增強(qiáng)的研究趨勢進(jìn)行了探討。本文同時總結(jié)了人耳對于聲音的感知特性，分析了不同類型噪聲對語音造成的影響，并以此作為語音增強(qiáng)的基礎(chǔ)。
　　2.本文針對普通話的時頻特征，結(jié)合噪聲的特點(diǎn)，提出了一種適應(yīng)變化環(huán)境和變化信噪比的語音活動檢測算法-子帶檢測法。該算法結(jié)合基音檢測，通過分析語音信號通過濾波器組后各個子帶的能量變化，獲得語音活動的檢測結(jié)果。為了解決閾值判定時出現(xiàn)的模糊區(qū)域，提出雙閾值判定的方法。為了適應(yīng)多變的環(huán)境，設(shè)置參數(shù)更新模式

4、。對該算法性能進(jìn)行測試，獲得了較高的準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性，驗證了算法的設(shè)計。
　　3.在語音活動檢測算法的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了基于側(cè)抑制效應(yīng)的語音增強(qiáng)改進(jìn)算法。該算法對語音信號的低中頻區(qū)域應(yīng)用改進(jìn)的側(cè)抑制算法，加強(qiáng)基音和諧波所在子帶的能量，保留其特征，并衰減其他子帶的噪聲能量;對語音信號的高頻區(qū)域應(yīng)用改進(jìn)的譜減法，在盡量保留高頻語音特性的基礎(chǔ)上去除噪聲。通過驗證，該算法計算簡單，可以達(dá)到在較低失真的前提下實(shí)現(xiàn)語音信號增強(qiáng)、降低噪聲的目的。