基于調(diào)制濾波與畸變控制的語音增強(qiáng).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(yán)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(qiáng)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(qiáng)算法可以分為兩類:時域語音增強(qiáng)算法和變換域語音增強(qiáng)算法。本文從這個角度，全面回顧了經(jīng)典的語音增強(qiáng)算法。時域語音增強(qiáng)算法多利用語音信號的短時平穩(wěn)性等特點來對噪聲進(jìn)行抑制。變換域的語音增強(qiáng)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(xì)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(qiáng)算法，并討論了

3、各種語音增強(qiáng)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(jìn)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(qiáng)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(jìn)行估計;最后對子頻帶調(diào)制信號進(jìn)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(jìn)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(jìn)行頻率分析。在對信號進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)算法對語音進(jìn)行處理會引入語音畸變。當(dāng)增強(qiáng)語音的幅度譜大于純凈語音的幅度譜時，增強(qiáng)語音具有放大畸變;當(dāng)增強(qiáng)語音的幅度譜小于純凈語音的幅度譜時，增

5、強(qiáng)語音具有衰減畸變。經(jīng)典語音增強(qiáng)算法盡量減小純凈語音與增強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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