基于时频域分析的音频信号滤波与识别技术研究

发布时间：2017-10-20 12:08

  本文关键词：基于时频域分析的音频信号滤波与识别技术研究

  更多相关文章： 高斯白噪声 分数阶傅里叶变换 魏格纳-威利变换 小波阈值去噪 Teager能量算子 感知小波包分解 局域方差

【摘要】：在用于移动通信的音频和语音识别系统中,麦克风的音频信号现场录入方式使得环境噪声对系统识别造成很大影响。为了降低噪声对系统的干扰,提高识别的准确度,本文在时频域分析方法的基础上,首先在维格纳-威利分布域利用时频窗,结合分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier transform,Fr FT),对频带重叠的多信号进行分离和滤波,并利用维格纳分布合成技术(Wigner Distribution Synthesis Techniques,WDST)实现了时域信号的重构,仿真实验表明,该方法对处理Chirp信号十分有效;其次,基于小波分析理论,利用改进的Teager能量算子(Teager Energy Operator,TEO)和基于小波系数局域方差的比例系数,优化了传统的自适应阈值并实现快速实时处理,最终完成含噪语音的滤波降噪。通过不同噪声环境下的仿真测试对比,小波快速降噪的方法不仅提高了语音信号的信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR),同时也提高了感知语音质量(Perceptual Evaluation of Speech Quality,PESQ)。最后结合这两种方法的优点,研究和开发了基于维格纳-威利分布域的分数阶傅里叶变换与基于小波域的能量算子和局域方差的降噪方法,同时进行了系统性的降噪仿真实验,通过对包含有线性Chirp噪声和不同实际环境噪声的语音信号进行快速处理,实现了信号的有效降噪和系统识别率的提高。
【关键词】：高斯白噪声 分数阶傅里叶变换 魏格纳-威利变换 小波阈值去噪 Teager能量算子 感知小波包分解 局域方差
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TN912.34
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-14
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 语音识别技术的研究和发展9-10
• 1.3 基于时频分析的音频信号滤波处理研究现状10-13
• 1.4 本文主要内容及结构安排13-14
• 第2章 基于维格纳-威利域分析的信号分离和滤波14-29
• 2.1 维格纳-威利分布14-15
• 2.2 维格纳分布合成技术15-19
• 2.3 分数阶傅里叶变换19-22
• 2.3.1 定义19-20
• 2.3.2 最佳旋转角度20-22
• 2.4 白噪声背景下正弦信号与Chirp信号的分离与恢复22-28
• 2.4.1 算法实现框图和步骤22-23
• 2.4.2 相位信息微调23-24
• 2.4.3 仿真实验24-28
• 2.5 小结28-29
• 第3章 基于小波分析的自适应阈值语音增强方法研究29-47
• 3.1 非线性小波阈值去噪29-33
• 3.1.1 去噪原理29-30
• 3.1.2 去噪模型30
• 3.1.3 阈值估计30-31
• 3.1.4 阈值函数31-33
• 3.2 感知小波包变换33-35
• 3.3 基于改进Teager能量算子和小波系数局域方差的自适应语音增强算法35-46
• 3.3.1 改进的Teager能量算子35-36
• 3.3.2 基于小波子带系数局域方差的比例参数36
• 3.3.3 算法实现框图和步骤36-38
• 3.3.4 仿真实验结果38-42
• 3.3.5 识别系统测试42-46
• 3.4 小结46-47
• 第4章 系统仿真实验47-52
• 4.1 测试步骤47-48
• 4.2 仿真结果48-50
• 4.3 讨论与分析50-52
• 第5章 总结与展望52-54
• 5.1 本文的主要工作52-53
• 5.2 下一步工作展望53-54
• 参考文献54-59
• 附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 臧义林;于凤芹;;利用短时分数阶PWVD实现多分量Chirp信号分离[J];计算机工程与应用;2014年04期

2 吴伟;蔡培升;;基于MATLAB的小波去噪仿真[J];信息与电子工程;2008年03期

3 李靖,王树勋,汪飞;基于分数阶傅里叶变换的chirp信号时频分析[J];系统工程与电子技术;2005年06期

4 齐林,陶然,周思永,王越;基于分数阶傅里叶变换的线性调频信号的自适应时频滤波[J];兵工学报;2003年04期

5 孙晓兵，保铮;分数阶Fourier变换及其应用[J];电子学报;1996年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 彭秀娟;基于小波变换的语音增强算法研究[D];湖南大学;2011年

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本文编号：1067057