本文關(guān)鍵詞：基于子帶的壓縮感知語音增強算法研究

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【摘要】：在傳統(tǒng)的語音增強系統(tǒng)中,信息的采集都是按照奈奎斯特采樣定理完成的。按照此定理,采樣到的數(shù)據(jù)包含了原信號的所有信息,能夠精確重建原信號,但是卻存在著很大程度上的冗余。為了減少傳輸與存儲所需的資源,都會壓縮采樣數(shù)據(jù),在留有大部分重要信息的同時舍棄一些不重要的信息,這又將造成采樣資源的浪費。壓縮感知作為一種全新的理論,不是傳統(tǒng)意義上的直接對數(shù)據(jù)進行采集,然后再壓縮,而是將采樣與壓縮合并,在采集的過程中完成壓縮,采樣到的數(shù)據(jù)就是壓縮之后的數(shù)目。與傳統(tǒng)的采樣定理相比較,壓縮感知理論僅采取有用的信息,能夠大大降低采樣數(shù)目,從而能夠降低采樣、傳輸和存儲的成本。因此本論文將壓縮感知和語音增強算法結(jié)合起來研究,并提出了子帶上的壓縮感知語音增強算法。本文算法思路是將全帶語音信號通過分析濾波器組分解成四個子帶語音信號,其次將四個子帶語音信號作離散余弦變換稀疏成四個子帶的稀疏信號,再次將四個子帶稀疏信號通過維納算法濾波后編碼測量重構(gòu)為四個子帶重構(gòu)信號,最后把四個子帶重構(gòu)信號經(jīng)過綜合濾波器組合并成原始語音信號的重構(gòu)信號。本文首先研究了基于壓縮感知的語音增強算法。通過數(shù)學(xué)模型對CS理論的整體框架做了闡述,并就語音信號對信號的稀疏表示、觀測矩陣與重構(gòu)算法等三方面技術(shù)進行了仿真分析。其次研究了子帶維納濾波語音增強算法。介紹了子帶濾波器組,并用子帶維納濾波器對語音信號做了仿真與分析,并研究了采樣率對于濾波效果的影響。最后研究了基于子帶的壓縮感知語音增強算法。分別仿真了全帶語音信號CS算法與子帶語音信號CS算法,將二者進行了對比,得出了子帶語音信號CS算法運行時間少的優(yōu)點,并從稀疏度與重構(gòu)誤差兩方面研究了噪聲對于子帶語音信號CS算法的影響。對奈奎斯特采樣、全帶CS采樣、子帶CS采樣等三種情況下的維納濾波算法做了仿真,再一次證明了子帶CS采樣下的維納濾波算法的優(yōu)點。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN912.35

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本文編號：1213559