基于改进谱减算法的语音增强研究.pdfVIP

第 22 卷第 2 期 成 　都 　信 　息　工 　程 　学 　院　学 　报 Vol . 22 No . 2 2007 年 4 月 J OU RNAL OF CHEN GDU UN IV ERSI T Y OF IN FORMA TION TECHNOL O GY Ap r . 2007 文章编号 : 167 11742 (2007) 02020 104 基于改进谱减算法的语音增强研究 王 　欣 , 　罗代升 , 　王正勇 ( 四川大学电子信息学院图像信息研究所 , 四川 成都 6 10064) 　　摘要 :介绍了一种根据传统的谱减改进后的增强算法 :根据每帧的功率谱来动态调整谱减系数 ,然后采用多种 方法抑制音乐噪声 。使谱减效果既保持了较高的信噪比 ,又使音乐噪声得到了抑制 。算法在 VC60 下编程实现 , 实验证明语音增强效果明显 。 关 　键 　词 :谱减算法 ;语音增强 ;去噪 ;音乐噪声 中图分类号 : TN9 12 35 　　　　　　文献标识码 :A 1 　引言 实际环境中的噪声总会使语音识别和语音通信受到不同程度的影响,使语音识别和语音通信的质量下降 ,严 重时甚至使得正常的语音被淹没在噪声中无法被识别 。语音增强就是改进语音质量 ,尽可能的消除带噪语音中 的噪音成分 ,提高语音的可懂度 。谱减法是 目前一种很常用的语音增强技术 ,其特点就是运算量较小 ,容易实时 计算 ,实践证明谱减法的语音增强效果很好 ,可以有效地去掉背景噪声 ,但是它的不足之处是会引入“音乐噪声”。 将谱减法的改进算法进行了进一步的改进 ,并结合多种抑制音乐噪声的方法来改善语音质量 。实验表明这种改 进算法有效地提高了语音增强的效果 ,较好地抑制了音乐噪声 。 2 　基本原理 2 1 　基本谱减原理分析 　　基本谱减算法的主要思想是假设噪声和语音信号在相互独立的条件下 ,从带噪语音的功率谱中减去噪声功 率谱 ,从而得到较为纯净的语音频谱 。 设 y ( t) 为含噪语音信号 ,s ( t) 为纯净的语音信号 , n ( t) 为噪声信号 ,这三者关系可以表示为 : ( ) ( ) ( ) ( ) 　Y t = s t + n t 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 设 y t , s t , n t 的傅里叶变换为 Y w , S w , N w ,则有 : 　Y ( w) = S ( w) + N ( w) (2) 由此可得 : 　| Y ( w) | 2 = | S ( w) | 2 + | N ( w ) | 2 + 2Re [ S ( w) N ( w) ] (3) 由上式可得 : 　E ( | Y ( w) | 2) = E ( | S ( w) | 2) + E ( | N ( w) | 2) + 2 E {Re [ S ( w) ] N ( w ) } (4) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( ) 假设 s t 和 n t 独立 ,则 S w 和 N w 也相互独立 。而 N w 为零均值的高斯分布 ,所以 E Re { S w N ( w ) }) 等于 0 ,代入上式得 :