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抑制谱减法中音乐噪声的语音增强算法

申浩  
【摘要】:实际生活中,语音信号的传播和记录不可避免地会受到噪声和混响的影响,不利于语音信号的处理和特征参数的提取,也降低了语音信号的清晰度和可懂度。语音增强算法对噪声或者混响进行处理,从含噪声或混响的语音信号中尽可能还原出原始的干净语音信号,提高语音信号的质量。语音增强算法中,谱减法由于良好的去噪、去混响效果和约束条件少、运算简单的优点,成为应用最广泛的算法之一。但是,谱减法中产生的音乐噪声却降低了算法效果,影响了信号质量。本文以谱减法为基础,利用语音增强算法对其中的音乐噪声进行了抑制研究:(1)利用掩蔽效应对谱减法去混响中产生的音乐噪声进行抑制。根据音乐噪声是由谱减法产生的,在频域对含音乐噪声的增强语音信号和混响信号作差,结合加权系数得到掩蔽因子,利用掩蔽因子对增强语音信号进行处理来减少音乐噪声。仿真实验中,利用时域波形图、语谱图和语音质量感知评价对去混响信号和输出结果进行对比,证明音乐噪声受到抑制,语音信号质量得到改善。(2)小波包分解和维纳滤波相结合对谱减法中的音乐噪声进行抑制。利用小波包分解对含音乐噪声的增强语音信号和干净语音信号分别进行处理,得到不同频带的小波包系数,然后在各个频带对小波包系数做维纳滤波,最后进行小波包系数替换和小波包重构得到处理后的语音信号。仿真实验中,分别对去噪和去混响两种情况下的增强语音信号进行处理,利用语谱图和语音质量感知评价对结果进行对比,结果表明音乐噪声得到抑制,语音信号质量获得提升。(3)结合波束形成对谱减法中的音乐噪声进行抑制。对麦克风阵列中每个通道的信号进行时延补偿和谱减法处理,利用语音信号的相位,结合波束形成对音乐噪声进行抑制。仿真实验中,利用语谱图和语音质量感知评价对去噪信号和输出结果进行对比,发现音乐噪声得以抑制,语音信号质量得到改进。


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