發(fā)布時(shí)間：2020-06-12 17:23

【摘要】：作為信息傳遞最主要的方式之一,語(yǔ)音隨著人工智能的發(fā)展,變得愈加的舉足輕重。但我們生活在一個(gè)充溢噪聲的世界中,外界噪聲在我們的日常應(yīng)用中會(huì)嚴(yán)重影響我們語(yǔ)音拾取的質(zhì)量。為了能夠有效地解決這一問題,在系統(tǒng)前端加入合適的語(yǔ)音增強(qiáng)算法模塊可以從被噪聲污染的語(yǔ)音中獲取純凈語(yǔ)音,進(jìn)而提升應(yīng)用系統(tǒng)的性能。此外,語(yǔ)音增強(qiáng)在語(yǔ)音拾取與識(shí)別,語(yǔ)音編碼以及軍事通信中也都起著非常重要的作用�；诂F(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的需求,本文研究工作將圍繞先驗(yàn)信噪比估計(jì)的語(yǔ)音增強(qiáng)算法展開。針對(duì)現(xiàn)有先驗(yàn)信噪比估計(jì)算法的不足,本文從諧波重構(gòu)和人耳感知特性兩個(gè)角度對(duì)原有的先驗(yàn)信噪比估計(jì)算法進(jìn)行了改進(jìn)。并從原理和實(shí)踐仿真兩方面剖析了所提算法的可行性。本文的具體工作和創(chuàng)新性體現(xiàn)在以下三點(diǎn):1)提出了一種諧波重構(gòu)的先驗(yàn)信噪比估計(jì)算法。在信噪比較高時(shí)經(jīng)典地先驗(yàn)信噪比算法在保證一定語(yǔ)音質(zhì)量的前提下可以抑制大量的背景噪聲,但隨著信噪比逐漸降低,語(yǔ)音信號(hào)的高次諧波失真變得較為嚴(yán)重�；诖�,利用二次譜修正增強(qiáng)后的信號(hào)以加強(qiáng)語(yǔ)音信號(hào)的周期性,然后對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行諧波重構(gòu),從而恢復(fù)語(yǔ)音信號(hào)丟失的諧波分量。實(shí)驗(yàn)研究表明,該算法在低信噪比時(shí)能夠有效地增強(qiáng)語(yǔ)音諧波分量,相對(duì)于傳統(tǒng)的先驗(yàn)信噪比估計(jì)算法有較少的語(yǔ)音失真。2)結(jié)合語(yǔ)音重分配譜圖和聽覺掩蔽效應(yīng)提出了一種單通道語(yǔ)音增強(qiáng)算法。針對(duì)傳統(tǒng)先驗(yàn)信噪比估計(jì)算法殘留背景噪聲的同時(shí)又引入“音樂噪聲”的情況,依據(jù)語(yǔ)音諧波之間的強(qiáng)相關(guān)性,利用重分配譜圖中語(yǔ)音的幀間特性和頻間特性來(lái)控制二步DD算法的遺忘因子,以更好地抑制非語(yǔ)音成分;然后結(jié)合人耳聽覺掩蔽特性,利用改進(jìn)的語(yǔ)音幅度譜估計(jì)去更新感知增益函數(shù)中的噪聲掩蔽閾值。實(shí)驗(yàn)研究表明,本文提出的算法相對(duì)于傳統(tǒng)的算法具有相同降噪量的同時(shí)可以提高語(yǔ)音信號(hào)的可懂度3)提出了一種基于先驗(yàn)信噪比約束的二值掩碼估計(jì)算法。首先分析了低信噪比情況下的噪聲功率譜函數(shù)與先驗(yàn)信噪比估計(jì)的關(guān)系。分析表明通過最小均方誤差準(zhǔn)則對(duì)先驗(yàn)信噪比進(jìn)行二次處理可以獲得較為準(zhǔn)確的噪聲功率譜和增益函數(shù)。進(jìn)而將其應(yīng)用于二值掩碼算法中以保留噪聲高估的時(shí)頻單元,同時(shí)丟棄低估的時(shí)頻單元。實(shí)驗(yàn)表明,在低信噪比情況下本文提出的算法具有更高的語(yǔ)音可懂度。
【圖文】：

3-2 增強(qiáng)后的語(yǔ)音信號(hào)的一幀enhance x （實(shí)線）和函數(shù) enhancep x（虛線 是一幀增強(qiáng)后語(yǔ)音信號(hào)的諧波重構(gòu)原理圖，通過觀察圖中所示，能夠數(shù)與語(yǔ)音信號(hào)具有相同的周期T 將非線性處理函數(shù)進(jìn)行頻域轉(zhuǎn)換 TmfTmZTFT xnmNL 1為傅里葉變換, TmZ 是周期為Tm的基本波形的頻域表示， 是脈號(hào)的頻率 通過式(3-31)和式(3-32)，能夠獲取諧波重構(gòu)后語(yǔ)音信號(hào) TmfTmFT xn*ZTeXk,l mNLjharmo

圖 4-2 基于重分配譜圖的聽覺掩蔽算法知增益函數(shù)子帶的增益函數(shù)與帶噪語(yǔ)音的短時(shí)譜之積可以獲得增強(qiáng)后語(yǔ)音的現(xiàn)語(yǔ)音增強(qiáng)的性能，譜失真測(cè)度能夠定義為語(yǔ)音增強(qiáng)前后的譜差 1x d E k ,l X k ,l X k ,lG k ,l X k ,l G k ,l D k ,l k ,l k ,l ,l和 k,ld 指語(yǔ)音失真和噪聲殘留值，，分析式τ4-40υ能夠發(fā)現(xiàn) 的變化，上述二者的變化趨勢(shì)是相反的 故如何選取一個(gè)最優(yōu)的少的同時(shí)消除噪聲最大成為一個(gè)關(guān)鍵的問題
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN912.35

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2709860