当前位置:主页 > 科技论文 > 网络通信论文 >

有色噪声下语音增强算法及应用研究

发布时间:2018-03-08 05:36

  本文选题:语音增强 切入点:有色噪声 出处:《福州大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:语音增强是从含噪语音中提取原始语音信号的技术,在很多工程领域中有广泛应用。实际中,污染噪声通常是有色噪声。目前,有色噪声下的语音增强尚需进一步研究和完善。本文通过研究经典的语音增强算法如维纳滤波、谱减法、信号子空间和卡尔曼滤波,发现它们在白噪声情形有较好的恢复效果,但在有色噪声情形,由于其统计学上的非平稳性这些语音增强算法不能有效地去除带噪语音信号中的噪声。本文提出有效的预白化技术来提高语音增强算法的去噪性能,更能有效地处理有色噪声环境下的带噪语音。本文的主要工作有两个:第一,提出一个改进的子空间方法;第二,提出了一个改进的卡尔曼滤波算法。在改进的子空间方法中,针对有色噪声我们构造出一种白化矩阵,使得原来带噪语音中的噪声变为白噪声。这个白化矩阵是基于有色噪声的AR模型来形成的。然后我们就可以利用白噪声下的子空间算法来估计白化后的语音,再通过逆白化获得原语音信号。这种方法能有效解决噪声协方差矩阵难于估计的问题。在改进的卡尔曼滤波算法中,我们同样采用预白化法来处理有色噪声干扰的语音信号。先通过白化矩阵作用于带噪语音得到白噪声下的带噪语音,再利用标准的卡尔曼滤波算法来恢复信号。与现有的卡尔曼滤波算法相比,我们并没有对卡尔曼状态转移矩阵进行增广,减少了计算量。同时,也给出一种激励噪声方差估计的方法。总之,本文提出了两个改进算法并给出了理论分析。进一步的实验仿真证实我们算法比当前热点的语音增强算法在提高语音信号质量上更有优势。另外,我们成功地将改进算法应用在信号时间延迟估计上,相比去噪前,去噪后的时间延迟估计得到较大改善,并且比现有的去噪方法更准确。
[Abstract]:Speech enhancement is a technique to extract the original speech signal from noisy speech. It is widely used in many engineering fields. In practice, the contaminated noise is usually colored noise. Speech enhancement under colored noise still needs further research and improvement. By studying classical speech enhancement algorithms such as Wiener filter, spectral subtraction, signal subspace and Kalman filter, it is found that they have better recovery effect in white noise. However, in the case of colored noise, because of its statistical non-stationary, these speech enhancement algorithms can not effectively remove the noise in noisy speech signal. In this paper, an effective prewhitening technique is proposed to improve the performance of speech enhancement algorithm. The main work of this paper is as follows: first, an improved subspace method is proposed; second, an improved Kalman filter algorithm is proposed. We construct a whitening matrix for colored noise. This whitening matrix is based on the AR model of colored noise. Then we can use the subspace algorithm under white noise to estimate the whitened speech. Then the original speech signal is obtained by inverse whitening. This method can effectively solve the problem that the noise covariance matrix is difficult to estimate. We also use the prewhitening method to process the speech signal with colored noise interference. Firstly, the white matrix is applied to the noisy speech to obtain the noisy speech under white noise. Then we use the standard Kalman filter algorithm to recover the signal. Compared with the existing Kalman filtering algorithm, we do not extend the Kalman state transition matrix and reduce the computation. A method for estimating the variance of excitation noise is also given. In this paper, two improved algorithms are proposed and the theoretical analysis is given. Further experimental results show that our algorithm is superior to the current popular speech enhancement algorithm in improving the quality of speech signal. We successfully apply the improved algorithm to signal time delay estimation. Compared with before denoising, the time delay estimation after denoising is much improved, and it is more accurate than the existing de-noising methods.
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN912.35

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 胡光锐,虞晓;基于二阶前向结构和信息最大理论的语音增强算法[J];上海交通大学学报;2000年07期

2 姚峰英,张敏;用于语音增强的高频信噪比度量[J];声学学报;2002年05期

3 彭煊,刘金福,王炳锡;基于独立分量分析的语音增强[J];信号处理;2002年05期

4 王金明,张雄伟;一种基于自适应模糊滤波的语音增强方法[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2003年01期

5 杨汇军,郑海英,王立红;语音增强方法的研究[J];辽宁工学院学报;2003年05期

6 徐爽,韩芳芳,郑德忠;基于阈值的小波域语音增强新算法[J];传感技术学报;2004年01期

7 孙新德;一种改进的语音增强方法及实现[J];郑州航空工业管理学院学报(社会科学版);2005年04期

8 钱国青;赵鹤鸣;;基于改进谱减算法的语音增强新方法[J];计算机工程与应用;2005年35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 杨毅;杨宇;余达太;;语音增强及其消噪能力研究[J];微电子学与计算机;2006年07期

相关会议论文 前10条

1 陈凯;俞蒙槐;胡上序;付强;;语音增强系统性能评测方法综述[A];第四届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1996年

2 王建波;林本浩;田春明;刘睿;;语音增强及其相关技术研究[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年

3 徐舒;孙洪;;基于融合迭代的语音增强方法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

4 牛刚;任新智;吴国庆;;谐波能量汇集度在语音增强中的应用[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年

5 国雁萌;;一种极低信噪比条件下的语音增强方法[A];第六届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2001年

6 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

7 阎兆立;杜利民;;维纳后滤波语音增强算法研究[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年

8 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

9 魏臻;张景达;陆阳;;嵌入式系统中语音增强改进算法的研究[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(一)[C];2007年

10 杨威明;;基于阈值的小波变换语音增强方法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年

相关博士学位论文 前10条

1 欧世峰;变换域语音增强算法的研究[D];吉林大学;2008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 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

4 方瑜;语音增强相关问题研究[D];北京邮电大学;2012年

5 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

6 夏丙寅;面向移动通信的单通道语音增强方法研究[D];北京工业大学;2014年

7 徐勇;基于深层神经网络的语音增强方法研究[D];中国科学技术大学;2015年

8 陶智;低信噪比环境下语音增强的研究[D];苏州大学;2011年

9 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

10 赵彦平;基于稀疏表示的语音增强方法研究[D];吉林大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 肖佩霖;双通道语音增强系统设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 陈成斌;针对于家居环境的语音增强系统的研究与开发[D];华南理工大学;2015年

3 魏有权;基于噪声估计的语音增强算法研究[D];昆明理工大学;2015年

4 胡勇;麦克风阵列语音增强算法研究[D];电子科技大学;2014年

5 曹后斌;有色背景噪声环境下语音增强系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

6 马小惠;阵列语音增强在车载环境中的应用[D];大连理工大学;2015年

7 李达;无线声学传感器网络中分布式语音增强方法研究[D];大连理工大学;2015年

8 高珍珍;基于梅尔频谱域HMM的语音增强方法研究[D];北京工业大学;2015年

9 宋环宇;全数字助听器语音增强算法研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

10 王永杰;基于麦克风阵列的语音增强算法研究[D];西安电子科技大学;2014年



本文编号:1582651

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/1582651.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户fb19d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com