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《中国科学院上海冶金研究所》 2001年
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语音增强系统的研究与实现

姚峰英  
【摘要】: 我国集成电路产业的迅速发展要求开发有自主知识产权的集成电路产品, 为此本论文研究了语音增强系统的新算法和电路实现技术。语音增强是在带噪 声混合信号中提取语音信息的方法,在国家安全、通信等实际生活领域中有着 广泛的应用。本论文在深入调研的基础上,采用数字信号处理技术和声学研究 相结合的方法,围绕语音的可懂度增强问题展开工作,得到了一些新的结果。 论文用倒谱方法研究了峰值削波和白噪声对倒谱系数和倒谱距离的影响,提出 了新的语音可懂度增强算法和新的信噪比度量方法,并且用DSP实现了所提 出的新算法,还运用于声码器系统中,为开发有自主知识产权的集成电路做了 前期的验证和准备工作。主要的工作和创新如下: (1)提出了一种新的信噪比评估计算方法——高频信噪比(SNR of Highpass), 用经过高通滤波的各信号计算信噪比。一般用信噪比的提高评估带噪语 音增强算法的效果,实验表明新方法比传统SNR更多地反映了可懂度信 息,能更准确地评估语音增强算法的好坏和有效范围,是更合理的语音 增强算法度量。 (2)研究了峰值削波对加权倒谱系数的影响。发现峰值削波对可懂度影响不 大的原因是它没有改变语音的频谱共振峰结构。此外削波还能够增加次 要峰的相对强度,提高了语音的抗干扰能力。实验说明可懂度信息主要 包含在信号的一系列过零时刻值中,故而强噪声改变语音的过零时刻序 列是可懂度降低的主要原因。 (3)研究了白噪声对加权倒谱系数的影响。发现信噪比相同时清音受白噪音 的影响比元音小;在低信噪比时等均值等方差的白噪声有显著的随机时 变特性;白噪声能够取代清音,替代后倒谱距离变化不大。 摘要 (4)提出了用可调节白噪声代替混合信号中非语音部分以增强语音可懂度的 新方法。实验证明此方法能明显改善强噪声时的语音可懂度,能对低至 -10dB的带噪语音信号进行有效的可懂度增强。而一般的语音增强算法在 强噪声环境中只能提高传统信噪比,不能提高可懂度。 (5) 为了便于实际应用和进一步的集成电路实现,用TI公司的TMS320C541 定点DSP实现了新算法。此算法在C54lDSP上使用程序空间2796字。 查表ROM852字、RAM2162字,计算量为初始化5.SMIPS,初始噪声估 计14.7MIPS/帧,有语音39.SMIPS/帧,无语音21.ZMIPS/帧,完全实现了 实时处理。 ()将新算法和我们以6IJ研究的分类型汉语声码器相结合,实现了串联型抗 噪声抗干扰声码器系统。它使用增强后的信号进行编码,并采用重复奇 偶校验位保护分类码,提高了声码器的抗噪声和抗干扰能力。此系统能 在安全网络电话等方面得到广泛的应用。
【学位授予单位】:中国科学院上海冶金研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TN912.2

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 曹晓琳;张素莉;吴平;丁铁夫;;基于MATLAB的谱相减语音增强算法的研究[J];计算机仿真;2006年03期
2 彭雨晨;王忠;;多窗谱估计的语音增强减法研究[J];计算机工程与应用;2012年19期
3 周辉;杨乾堂;孙斌;;自适应抵消与谱相减结合的单通道语音消噪算法[J];装甲兵工程学院学报;2010年02期
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1 卓露;语音增强算法的研究与实现[D];湖北工业大学;2011年
2 龚亮;单通道语音增强算法的改进及DSP实现[D];南京信息工程大学;2011年
3 丁晓敏;强噪声环境下语音增强算法的研究及其DSP实现[D];南京航空航天大学;2010年
4 杨斌;机载数字化音响中的降噪技术研究[D];电子科技大学;2011年
5 全必胜;非线性信道传输的码元识别方法研究[D];西北工业大学;2003年
6 李少伟;后置感知滤波的多带语音增强方法研究[D];西北工业大学;2006年
7 李艳雄;基于小波变换的语音增强方法研究与实现[D];湖南师范大学;2006年
8 张睿;语音增强的算法研究[D];四川大学;2006年
9 王海涛;广播电视监播系统中音频及语音数据处理技术研究[D];西北工业大学;2007年
10 张佳芳;基于EEMD的车内语音增强研究[D];浙江大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 韦晓东,胡光锐,任晓林;听觉掩蔽门限在说话者识别中的应用[J];上海交通大学学报;1999年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 吴新生;大偶数表为两个素数之和(下)[J];安徽广播电视大学学报;2001年01期
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5 宋若会,高士俊,许春华,章冰;咽康宁蒸汽吸入加喉症泻火茶泡服治疗急性咽炎疗效观察[J];中医药临床杂志;2005年01期
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8 卫琦琼;数字减影血管造影辅助鼻内镜治疗鼻咽纤维血管瘤的护理[J];安徽卫生职业技术学院学报;2005年03期
9 张恩胜,史清明;慢性咽炎、鼻炎与接触粉尘、毒物关系的调查[J];安徽预防医学杂志;2003年01期
10 姜功建;一个修正Bernstein型算子对有界变差函数的逼近[J];安康师专学报;1992年Z1期
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1 陆汝华;杨胜跃;樊晓平;;基于CGHMM的轴承故障音频信号诊断方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 韩志艳;王健;伦淑娴;王旭;;基于小波包变换的语音信号鲁棒特征提取[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 刘旺锋;王硕;;基于FPGA的水下传感节点QPSK调制解调模块设计与实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 哈聪颖;闫兆文;胡国英;王祖林;;通信网络工程实验系统二次开发实验探索与实践[A];北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集[C];2007年
5 郭巧;张立伟;陆际联;;汉语语音信号的端点检测与切分[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
6 张连海;王杰锋;王炳锡;;基于语音多带激励模型的基音周期估计算法研究[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
7 司罗;胡起秀;金琴;;完全无监督的双人对话中的说话人分隔[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
8 黄建军;谢维信;;一种直角可分的二维最佳数字滤波器[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
9 牟峰;俞铁城;杨道淳;;新型半波语音编解码的实现[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
10 邹绘华;李双田;;基于频谱斜率约束的变速率语音编码算法研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
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1 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
2 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
4 洪弘;基于Hilbert-Huang变换的汉语动态特征分析[D];南京大学;2010年
5 栾小丽;基于神经网络的复杂非线性系统鲁棒控制与滤波研究[D];江南大学;2010年
6 郑华文;核电站松动件定位方法的研究[D];浙江大学;2010年
7 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
8 向道朴;微多普勒回波模拟与微动特征提取技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 黄丽霞;非特定人鲁棒性语音识别中前端滤波器的研究[D];太原理工大学;2011年
10 双志伟;个性化语音生成研究[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王春力;基于P2P的网络音频捕获与多路混音算法研究[D];山东科技大学;2010年
2 楼侃;基于DSP的语音信号环境噪声降噪处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
3 靳志强;报告厅环境下语音增强方法研究[D];郑州大学;2010年
4 徐雯;VDR音频数据数字水印算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 解恺;基于多载波直扩码分多址的水声通信技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 刘文飞;改进的高频RFID识读器设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 楼佳;基于网络QoS的AMR语音编码算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李海燕;基于EMD的直扩通信窄带干扰自适应抑制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 周翠梅;说话人识别技术的研究与实现[D];大连理工大学;2010年
10 苏新明;Turbo码译码算法与交织器的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丛华,安钢;战场坦克的声特征识别[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1994年03期
2 李如玮;鲍长春;;一种基于分带谱熵和谱能量的语音端点检测算法[J];北京工业大学学报;2007年09期
3 刘强,尹力;一种简化递推偏最小二乘建模算法及其应用[J];北京航空航天大学学报;2003年07期
4 段生全,贺振华,黄德济;HHT方法及其在地震信号处理中的应用[J];成都理工大学学报(自然科学版);2005年04期
5 孙建孟;浅议测井学科的发展[J];测井技术;1998年05期
6 李桦,安钢,樊新海;短时能频值在语音端点检测中的应用[J];测试技术学报;1999年01期
7 张庆;MATLAB语言在非线性最小二乘估计中的应用[J];测绘与空间地理信息;2004年03期
8 王晓娣;;多带谱相减结合感觉加权的语音增强方法研究[J];电力系统通信;2005年12期
9 蒋永生;张雄伟;曾宏辉;;一种基于DSP的语音处理系统软硬件设计[J];电力系统通信;2007年11期
10 乔永凤;马建芬;;独立分量分析技术在语音信号处理中的应用[J];电脑开发与应用;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 徐静波;语音时频及非线性增强处理方法研究[D];解放军信息工程大学;2005年
2 谢志文;心理声学掩蔽效应的研究[D];华南理工大学;2005年
3 欧世峰;变换域语音增强算法的研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 付中华;语音指令识别系统原理及实现[D];西北工业大学;2001年
3 岳子琪;3G中语音端点检测算法及其实现研究[D];西安电子科技大学;2002年
4 朱健华;语音增强方法的研究[D];大连理工大学;2002年
5 缪春波;语音增强及其相关技术的研究[D];大连理工大学;2003年
6 余浩深;语音增强算法研究与基于TMS320C54XDSP的实时实现[D];湖南大学;2003年
7 李毅;自适应滤波及滤波算法研究[D];西北工业大学;2003年
8 曹飞;客车车内噪声试验与控制研究[D];重庆大学;2003年
9 郭松;独立分量分析及其应用研究[D];武汉大学;2004年
10 金学骥;语音增强算法的研究与实现[D];浙江大学;2005年
【二级引证文献】
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1 姚远;王霞;薛涛;;语音增强技术的思考与对策[J];电声技术;2012年02期
2 张俊;;基于谱减算法语音增强的研究[J];信息技术;2009年03期
3 王海文;林立星;杜中卫;张敏;;基于谱减算法的声波法测油井动液面的信号处理[J];石油天然气学报;2012年01期
4 侯周国;钱盛友;姚畅;;短时域语音端点检测中谱熵算法的改进[J];计算机工程与应用;2006年21期
5 陈可;李野;陈澜;;EEMD分解在电力系统故障信号检测中的应用[J];计算机仿真;2010年03期
6 林近山;;基于EEMD和Hilbert变换的齿轮箱故障诊断[J];机械传动;2010年05期
7 李建文;白璐;;皮肤听声器的数字化及去噪研究[J];计算机测量与控制;2011年03期
8 张玲玲;骆诗定;肖云魁;赵懿冠;廖红云;;集合经验模式分解在柴油机机械故障诊断中的应用[J];科学技术与工程;2010年27期
9 沈晓东;李弼程;;一种基于功率因数补偿的谱相减算法改进[J];河南科技大学学报(自然科学版);2011年01期
10 彭雨晨;王忠;;多窗谱估计的语音增强减法研究[J];计算机工程与应用;2012年19期
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1 徐双;经验模态分解理论研究及其在舰船辐射噪声线谱分析中的应用[D];昆明理工大学;2010年
2 王龙;基于DSP的语音增强系统的研究与设计[D];东华大学;2011年
3 卓露;语音增强算法的研究与实现[D];湖北工业大学;2011年
4 江洪;基于应用层组播的视频传输系统研究与实现[D];中南大学;2010年
5 唐娜娜;基于稳健性PLPC的抗噪语音识别方法的研究[D];辽宁大学;2011年
6 马娜;基于小波变换的语音增强及DSP实现[D];东北石油大学;2011年
7 丁晓敏;强噪声环境下语音增强算法的研究及其DSP实现[D];南京航空航天大学;2010年
8 林立星;声波法测油井动液面信号辨识技术研究[D];中国石油大学;2011年
9 张蓉;单通道语音增强算法的研究[D];华中科技大学;2011年
10 姚刚;混合激励模型语音编码算法及其软件仿真[D];青海师范大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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4 俞士汶,朱学锋,王惠,张芸芸;现代汉语语法信息词典规格说明书[J];中文信息学报;1996年02期
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6 胡光锐,林昱弘;一种改进的混合型语音识别方法[J];上海交通大学学报;1994年06期
【相似文献】
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1 刘志坤;唐小明;朱洪伟;;基于改进谱减法的语音增强研究[J];计算机仿真;2009年06期
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6 刘晓晖,周祎 ,郑明,吴道悌;语音增强系统中宽带噪声的滤除[J];西安交通大学学报;1998年12期
7 陶智,赵鹤鸣,龚呈卉;基于听觉掩蔽效应和Bark子波变换的语音增强[J];声学学报(中文版);2005年04期
8 马建芬;李鸿燕;张雪英;王华奎;;盲源分离在单通道语音增强算法中的应用[J];计算机应用;2006年11期
9 徐晶晶;赵振纲;;基于临界频带的子带滤波语音增强[J];无线电工程;2007年11期
10 李如玮;鲍长春;窦慧晶;;基于双正交小波包分解的自适应阈值语音增强[J];仪器仪表学报;2008年10期
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5 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
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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 谢桂海;齐子元;明亮;李浩;;强噪声背景下的语音增强方法研究[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
9 刘淑华;胡强;覃团发;万海斌;;语音增强算法的研究[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;NMS Sonata Ⅲ/Studio Sound级语音增强系统话音更清晰[N];中国计算机报;2003年
2 ;打造三重播放接入平台[N];中国电子报;2005年
3 ;7302 ISAM面向NGN支持三重播放[N];通信产业报;2005年
4 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
5 记者 吴长锋;科大讯飞英文语音合成系统获奖[N];科技日报;2006年
6 曾;科健K3900打头阵[N];计算机世界;2001年
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8 本报实习记者 庄亚兰 黄璞玉;人机对话离我们有多远?[N];福建邮电报;2000年
9 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
10 晓林;东信北邮:智能网专家[N];通信产业报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 陶智;低信噪比环境下语音增强的研究[D];苏州大学;2011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 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
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 陈华伟;语音通信中音质客观评价研究[D];西南交通大学;2007年
8 鄢田云;神经网络在语音质量客观评价应用中的研究[D];西南交通大学;2007年
9 崔玮玮;基于麦克风阵列的声源定位与语音增强方法研究[D];清华大学;2009年
10 马晓红;传声器阵列语音增强中关键技术的研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 邬鑫锋;基于短时谱估计的语音增强研究[D];湘潭大学;2010年
4 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
5 朱健华;语音增强方法的研究[D];大连理工大学;2002年
6 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
7 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
8 王龙;基于DSP的语音增强系统的研究与设计[D];东华大学;2011年
9 缪春波;语音增强及其相关技术的研究[D];大连理工大学;2003年
10 李政洋;基于AD神经网络的语音增强[D];苏州大学;2008年
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