基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的語(yǔ)音增強(qiáng)算法研究.pdf

1、語(yǔ)音信號(hào)由于經(jīng)常受到環(huán)境噪聲的干擾和污染，對(duì)通信過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一定影響，因此對(duì)含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行去噪處理，以改善語(yǔ)音質(zhì)量，提高語(yǔ)音信號(hào)的清晰度和可懂度，增強(qiáng)語(yǔ)音處理系統(tǒng)的性能已變得很有必要。傳統(tǒng)語(yǔ)音增強(qiáng)算法主要是基于語(yǔ)音的時(shí)域和頻域特性，分別在時(shí)域、頻域?qū)ζ溥M(jìn)行處理。本文主要對(duì)基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的語(yǔ)音增強(qiáng)算法進(jìn)行了研究，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)在分?jǐn)?shù)階域進(jìn)行增強(qiáng)處理。分?jǐn)?shù)階域的語(yǔ)音增強(qiáng)包括譜減模型選取、最佳變換階次確定、端點(diǎn)檢測(cè)和噪聲譜估計(jì)等內(nèi)容。

2、 首先研究了分?jǐn)?shù)階域的最優(yōu)濾波算子原理和傳統(tǒng)譜減算法，在此基礎(chǔ)上選取多組不同變換階次下的分?jǐn)?shù)階域功率譜特性作為估計(jì)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)特定階次下對(duì)原純凈語(yǔ)音功率譜估計(jì)。在分?jǐn)?shù)階譜減過(guò)程中，利用改進(jìn)的自適應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲譜的有效估計(jì)，從而達(dá)到譜減目的。仿真結(jié)果表明，在關(guān)于變換階次的局部區(qū)間內(nèi)存在著某最佳變換階次，其增減效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)譜減法。 其次在特定變換階次基礎(chǔ)上，將功率譜估計(jì)推廣至整個(gè)分?jǐn)?shù)階域，對(duì)語(yǔ)音和噪聲的分?jǐn)?shù)階功率譜特性進(jìn)

3、行Gauss分布統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)一步修改傳統(tǒng)譜減模型；同時(shí)以均方誤差為準(zhǔn)則，在其最小情況下確定最佳變換階次，實(shí)施該變換階次下的分?jǐn)?shù)傅立葉變換，提取功率譜幅值特性進(jìn)行噪聲估計(jì)處理，最后插入相位系數(shù)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和噪聲在分?jǐn)?shù)階域上的最佳分離。 對(duì)譜減過(guò)程中涉及到的噪聲估計(jì)，本文提出了一種分?jǐn)?shù)階域的噪聲譜估計(jì)算法，在分?jǐn)?shù)階域通過(guò)對(duì)語(yǔ)音幀和噪聲幀的準(zhǔn)確判斷達(dá)到對(duì)噪聲功率譜的有效估計(jì)。噪聲幀判別通過(guò)分?jǐn)?shù)階域的端點(diǎn)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)，該算法在分?jǐn)?shù)傅立葉變換

4、高分辨率計(jì)算基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)節(jié)變焦因子，實(shí)時(shí)顯示幀信號(hào)的分?jǐn)?shù)階域局部譜特征，計(jì)算幀信號(hào)功率譜中的峰值-副峰比，與判決門(mén)限進(jìn)行比較，從而靈活確定語(yǔ)音幀和噪聲幀。檢測(cè)出噪聲幀后，對(duì)噪聲功率譜進(jìn)行迭代估計(jì)處理。仿真結(jié)果表明，最佳變換階次下的分?jǐn)?shù)階譜減能有效抑制背景噪聲，提高語(yǔ)音性能。 最后，鑒于噪聲估計(jì)的經(jīng)驗(yàn)性模態(tài)假設(shè)，雖然在自相關(guān)基礎(chǔ)上提高了檢測(cè)效率，但不夠穩(wěn)定。當(dāng)噪聲譜統(tǒng)計(jì)值大于當(dāng)前語(yǔ)音幀的譜幅值時(shí)，所得功率譜估計(jì)值將會(huì)丟失較多原始