基于稀疏表示的語(yǔ)音信號(hào)的最佳投影與其重構(gòu)技術(shù)的研究.pdf

1、近年來(lái)，壓縮感知理論是國(guó)內(nèi)外信號(hào)處理領(lǐng)域?qū)W者的研究熱點(diǎn)，它的“邊采樣邊壓縮”使得A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)字序列、速率能夠遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的奈氏采樣定理的特點(diǎn)，是最大的引人之處。本文將壓縮感知理論應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)領(lǐng)域，研究語(yǔ)音信號(hào)的壓縮感知技術(shù)，特別是最佳壓縮投影和重構(gòu)性能。本文分析了語(yǔ)音信號(hào)自身的特征，并以此優(yōu)化觀測(cè)矩陣，達(dá)到改善語(yǔ)音信號(hào)的壓縮感知和重構(gòu)性能的目的。
　　本文首先提出了一種基于最優(yōu)觀測(cè)的語(yǔ)音壓縮感知方法。該方法利用了語(yǔ)音信號(hào)在DCT

2、域的近似稀疏性，結(jié)合最優(yōu)觀測(cè)算法找出DCT基對(duì)應(yīng)的最優(yōu)觀測(cè)矩陣，然后采用求得的最優(yōu)觀測(cè)矩陣對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行投影觀測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于最優(yōu)觀測(cè)矩陣的壓縮感知的重構(gòu)語(yǔ)音的質(zhì)量較好，該方法提高了語(yǔ)音的壓縮感知和重構(gòu)性能。依據(jù)語(yǔ)音信號(hào)的某一特性自適應(yīng)地構(gòu)造觀測(cè)矩陣，即語(yǔ)音信號(hào)的自適應(yīng)壓縮感知，是本文另一個(gè)主要研究?jī)?nèi)容。根據(jù)相鄰的不同類(lèi)型的語(yǔ)音幀有不同的幀間變化量，提出了一種新的語(yǔ)音幀間自適應(yīng)壓縮感知算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該幀間自適應(yīng)壓縮感知的重構(gòu)性

3、能比非自適應(yīng)壓縮感知更好。提出了一種基于清濁音判斷的語(yǔ)音自適應(yīng)壓縮感知方法。該方法分別由幀間自適應(yīng)和幀內(nèi)自適應(yīng)組成。幀間自適應(yīng)首先依據(jù)語(yǔ)音幀的短時(shí)能量和短時(shí)過(guò)零率判斷語(yǔ)音幀屬于清音幀還是濁音幀，基于濁音信號(hào)含有的信息量比清音信號(hào)更多且對(duì)語(yǔ)義更重要的事實(shí)，然后由整段語(yǔ)音信號(hào)中清音幀的總個(gè)數(shù)和濁音幀的總個(gè)數(shù)自適應(yīng)地分配較多的觀測(cè)數(shù)給濁音幀。在幀間自適應(yīng)確定觀測(cè)個(gè)數(shù)之后，幀內(nèi)自適應(yīng)根據(jù)本幀語(yǔ)音的能量特性自適應(yīng)地從全局觀測(cè)矩陣中選取能量最大的行