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《华东理工大学》 2013年
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基于噪声估计的语音增强方法研究

袁文浩  
【摘要】:现实生活中,由于说话人经常要处于各种嘈杂的环境中,语音不可避免的会受到周围环境噪声的影响,这不仅使得接受者对这些语音难以感知和理解,还会使得处于这些环境下的语音处理系统的性能大打折扣。为了减小背景噪声对语音的影响,需要进行语音增强来抑制背景噪声、提高语音质量。语音增强是语音信号处理的重要内容,一方面,通过进行语音增强,可以提高噪声环境下语音的清晰度、可懂度和舒适度,改善人的听觉感知质量;另一方面,语音增强也是语音处理系统中必不可少的环节,在进行各种语音信号处理操作前首先要进行语音增强,以减小噪声对语音处理系统的影响,提高系统的工作性能。 对于语音增强的研究源于人们现实生活中的技术需求,有着重要的实际应用价值。本文研究工作围绕基于噪声估计的单通道语音增强方法展开,针对现有噪声估计算法的不足,从时频相关性和噪声分类两个角度提出了一些新的噪声估计和语音增强方法,并从理论和实验两方面分析和验证了所提算法的有效性和普遍适用性。本文的主要创新工作体现在以下几个方面: 1)提出了一种基于时频相关性的噪声估计算法。含噪语音的时频相关性是判断含噪语音中是否有语音存在的重要特征,本文通过计算各时频单元间的相关函数值,得到对某帧是否有语音存在的一个粗判决。利用该判决值,对传统最小控制递归平均(IMCRA)算法中的关键步骤进行改进,得到一种新的噪声估计算法。实验结果表明,提出的算法较传统IMCRA算法对噪声的估计更加准确,能够明显减小噪声水平上升时的噪声估计延时。 2)提出了一种基于Bark域能量分布的噪声分类方法。实际环境中,噪声的种类繁多,对语音的影响也不尽相同,对于噪声的分类处理可以提高噪声估计和语音增强的性能。本文通过对噪声的Bark域能量分布特性进行分析,得到一个18维的特征向量,并采用支持向量机(SVM)进行分类,提出了一种高准确率的噪声分类方法。 3)提出了一种基于噪声分类的语音增强算法。首先,通过对训练数据集的含噪语音进行语音增强,得到不同噪声类型下IMCRA算法的最优参数组合。其次,在前文提出的噪声分类算法的基础上,提出了一种对于含噪语音噪声类型的判断方法,在得到含噪语音的噪声类型后,选取相应的最优参数IMCRA算法进行噪声估计。最后,采用最优修正对数谱幅度语音估计计算增强后的语音。不同噪声条件下的语音增强实验表明,本文算法相对于传统IMCRA算法能够更好的保留语音信号和抑制背景噪声,提高了增强后语音的综合质量。 4)提出了一种用于噪声估计的改进最小值搜索方法。含噪语音短时功率谱的最小值搜索是噪声估计的基础。为了提高对非平稳噪声估计的准确性,减小噪声水平上升时的噪声估计延时,提出了一种同时使用大小两个搜索窗进行并行搜索的方法,最小值搜索的最终结果由两个搜索的结果和基于噪声分类的语音存在二值判决共同决定。实验结果表明,对于高度非平稳的噪声,这种最小值搜索方法能够有效的减小噪声估计的延时问题,显著提高增强后语音的质量。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN912.35

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白文雅;黄健群;陈智伶;;基于维纳滤波语音增强算法的改进实现[J];电声技术;2007年01期
2 付强,易克初;语音信号的Bark子波变换及其在语音识别中的应用[J];电子学报;2000年10期
3 王作英,肖熙;基于段长分布的HMM语音识别模型[J];电子学报;2004年01期
4 田盛丰,黄厚宽;基于支持向量机的数据库学习算法[J];计算机研究与发展;2000年01期
5 周成,刘钊;基于独立分量分析的单通道语音降噪算法研究[J];激光与红外;2005年05期
6 张学工;关于统计学习理论与支持向量机[J];自动化学报;2000年01期
7 卢增祥,李衍达;交互支持向量机学习算法及其应用[J];清华大学学报(自然科学版);1999年07期
8 徐义芳,张金杰,姚开盛,曹志刚,王勇前;语音增强用于抗噪声语音识别[J];清华大学学报(自然科学版);2001年01期
9 虞晓,胡光锐,崔玉红;基于CASA简化模型的语音增强算法[J];上海交通大学学报;2001年11期
10 蔡汉添,袁波涛;一种基于听觉掩蔽模型的语音增强算法[J];通信学报;2002年08期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王全凤;郑浩;;基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型[J];四川建筑科学研究;2010年05期
2 罗云贵;张友纯;;嵌入式语音门禁系统的设计与实现[J];安防科技;2010年02期
3 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
4 张道信,周爱毓;语音信号实时降噪软件的设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年04期
5 王东霞;张楠;路晓丽;;基于育种算法的SVM参数优化[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
6 陶秀凤,唐诗忠,周鸣争;基于支持向量机的软测量模型及应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
7 相征;朗朗;王静;;基于基音频能值的端点检测算法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年03期
8 陈弋兰;王鸣;孙书诚;;朴素贝叶斯分类器的误差估计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
9 张红涛;胡玉霞;张恒源;顾波;;储粮害虫图像识别中的特征压缩研究[J];安徽农业科学;2008年27期
10 区卫民;谭泗桥;袁哲明;柏连阳;熊洁仪;;SVR-KNN法用于除草剂QSAR研究[J];安徽农业科学;2008年35期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于核偏最小二乘的简约最小二乘支持向量机及其应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 周绮凤;林成德;罗林开;彭洪;;一种基于黎曼度量的训练样本类不平衡SVM分类方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘志斌;金连文;;候选字静态生成技术及其在两级LDA汉字识别中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 梁禹;王义刚;王娜;;基于支持向量机的电力电子电路故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 韩露;余正涛;邓锦辉;章程;毛存礼;郭剑毅;;领域知识关系对领域文本分类的影响[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 刘华;张建华;王娆芬;王行愚;;人机系统操作员功能状态的模糊聚类方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 黄湘松;基于混淆网络的汉语语音检索技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
10 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
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1 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 范红朴;IT行业员工离职预警问题研究[D];华中农业大学;2010年
3 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
4 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
5 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
7 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
8 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
9 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
10 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴小培,李晓辉,孔敏,冯焕清,周荷琴;基于独立分量分析的谐波估计和消除[J];电工技术学报;2003年04期
2 杨红卫,段守敏,彭煊,王炳锡;一种改进的基于ICA的信号增强方法[J];电声技术;2003年07期
3 侯新国,尹为民,吴正国;一种有效的自适应语音降噪算法及实现[J];电声技术;2003年09期
4 李英,汪航;FIR自适应滤波的语音增强算法[J];电声技术;2004年06期
5 曹志刚,郑文涛;基于短时谱最小均方误差估计的语音增强和剩余噪声衰减[J];电子学报;1993年04期
6 付强,易克初;语音信号的Bark子波变换及其在语音识别中的应用[J];电子学报;2000年10期
7 沈亚强,金洪震;一种基于子波变换的语音增强方法[J];科技通报;2000年03期
8 卢增祥,李衍达;交互支持向量机学习算法及其应用[J];清华大学学报(自然科学版);1999年07期
9 王晶,傅丰林,张运伟;语音增强算法综述[J];声学与电子工程;2005年01期
10 衡霞,刘志镜;基于自适应滤波的语音增强和噪声消除[J];微机发展;2004年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李玉;于凤芹;范树凯;;基于改进噪声方差估计的小波阈值语音增强[J];电声技术;2008年03期
2 吴北平;李辉;戴蓓倩;陆伟;;基于子空间域噪声特征值估计的语音增强方法[J];信号处理;2009年03期
3 陈砚圃,戴启军,卞正中;含噪语音信号中噪声参数的一种估计方法[J];西安交通大学学报;2001年10期
4 赵欢;熊敏;侯卫国;;基于Bark域噪声估计及掩蔽效应的语音增强[J];计算机工程;2009年12期
5 张磊;王忠;;基于自适应噪声估计的小波阈值语音增强[J];通信技术;2009年11期
6 王继曾;王婵飞;;基于噪声被掩蔽概率的语音增强算法[J];计算机仿真;2008年09期
7 阚仁根;于凤芹;;基于听觉掩蔽效应和噪声估计的语音增强算法[J];电声技术;2008年02期
8 郑晓坡;陈志华;;一种基于统计信息噪声估计的语音增强算法[J];科技资讯;2008年14期
9 陈文钢;田岚;姜晓庆;孙英明;;一种噪声谱快速跟踪的语音增强方法[J];山东大学学报(工学版);2006年04期
10 李如玮;鲍长春;窦慧晶;;基于小波变换的语音增强算法综述[J];数据采集与处理;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邹霞;陈亮;张雄伟;;一种改进的最小统计量控制递归平均噪声估计算法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
2 吴红卫;俞一彪;;基于Laplace-Gauss模型和简化相位判别的离散余弦变换域语音增强[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
3 江峰;李晓东;;适用于抑制非平稳背景噪声的语音增强算法[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
4 周小星;王安娜;孙红英;杨鸿武;;基于压缩感知过程的语音增强[A];第十一届全国人机语音通讯学术会议论文集(二)[C];2011年
5 吴亚栋;吴旭辉;;一种基于自相关域动态噪声估计方式的语音增强法[A];第六届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2001年
6 陶智;赵鹤鸣;;Bark子波变换在语音增强中的应用[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
7 欧贵文;柯登峰;;基于噪音估计和参数估计的优化语音增强算法[A];第七届全国人机语音通讯学术会议(NCMMSC7)论文集[C];2003年
8 安文彦;彭启琮;;基于VAD的谱减法语音增强的研究[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
9 赵军辉;谢湘;匡镜明;;基于MEL频率多带滤波器的噪声估计[A];第六届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2001年
10 阎兆立;李晓东;田静;;噪声谱估计在传声器阵列语音增强中的应用[A];第八届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;打造三重播放接入平台[N];中国电子报;2005年
2 ;7302 ISAM面向NGN支持三重播放[N];通信产业报;2005年
3 上海贝尔阿尔卡特股份有限公司 汤栩平;上海贝尔阿尔卡特全面备战融合宽带接入[N];通信产业报;2005年
4 曾;科健K3900打头阵[N];计算机世界;2001年
5 ;推进无锡电信网络转型[N];人民邮电;2006年
6 李文;华为EnerG GSM解决方案 持续提升移动网络价值[N];通信产业报;2006年
7 晓林;东信北邮:智能网专家[N];通信产业报;2003年
8 王向东 栾焕博 林守勋 钱跃良;语音识别:抗噪音能力有待加强[N];计算机世界;2006年
9 贝文;上海贝尔阿尔卡特助力江苏电信网络转型[N];通信产业报;2006年
10 王辉;融合通信:向概念化说“不”[N];通信产业报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁文浩;基于噪声估计的语音增强方法研究[D];华东理工大学;2013年
2 陶智;低信噪比环境下语音增强的研究[D];苏州大学;2011年
3 尹伟;基于模型的语音增强方法及质量评估研究[D];武汉大学;2009年
4 王娜;基于小波变换与约束方差噪声谱估计的语音增强算法研究[D];燕山大学;2011年
5 方瑜;语音增强相关问题研究[D];北京邮电大学;2012年
6 申丽然;Hilbert-Huang变换及其在含噪语音信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 王海艳;基于统计模型的语音增强算法研究[D];吉林大学;2011年
8 雷建军;噪声鲁棒语音识别中若干问题的研究[D];北京邮电大学;2007年
9 姚峰英;语音增强系统的研究与实现[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
10 江小平;舰载通信系统及其关键技术研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯炎;基于噪声估计和先验信噪比估计的语音增强算法研究[D];西南交通大学;2010年
2 邬鑫锋;基于短时谱估计的语音增强研究[D];湘潭大学;2010年
3 王春玲;井下载波电话语音增强问题的研究[D];山东科技大学;2003年
4 陶智;基于人耳听觉掩蔽效应的语音增强的研究[D];苏州大学;2003年
5 丁祝高;基于分数傅立叶变换的语音增强算法研究[D];江南大学;2008年
6 孔祥波;基于短时幅度谱估计的语音增强方法研究[D];大连理工大学;2000年
7 朱健华;语音增强方法的研究[D];大连理工大学;2002年
8 程正;基于多频带分析的语音增强研究[D];苏州大学;2008年
9 武睿;数学形态学在语音增强中的应用[D];河北工业大学;2004年
10 段国和;战场环境下的自适应语音增强[D];西北工业大学;2005年
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