基于小波變換的語音增強方法的研究.pdf

1、語音在獲取和傳輸過程中不可避免地受到來自周圍環(huán)境和傳輸介質(zhì)的噪聲的干擾。噪聲會使語音質(zhì)量下降，嚴(yán)重時還會影響到諸如語音編碼、語音合成、語音識別等系統(tǒng)的性能。去除噪聲增強語音，是語音信號處理領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。 本文對基于小波變換的語音增強方法展開較為系統(tǒng)的研究?；谛〔ㄗ儞Q的語音增強方法首先利用小波變換把含噪語音信號變換到小波域，得到含噪信號的小波系數(shù)，然后，根據(jù)語音和噪聲的小波系數(shù)統(tǒng)計性能的差異，對小波系數(shù)進行各種非線性的數(shù)學(xué)

2、處理，最后對處理后的小波系數(shù)再進行小波反變換，來剔除噪聲的影響，從而達到語音增強的目的。 首先，對小波域語音增強算法中都必須解決的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——小波函數(shù)的選擇、小波變換分解層數(shù)和噪聲方差的估計分別做出系統(tǒng)地分析與改進。對常用的幾種小波函數(shù)的特點進行分析比較，結(jié)合小波函數(shù)的選取一般原則，并通過仿真實驗選取出了最適合處理語音信號的小波函數(shù)。通過分析小波分解層數(shù)對語音增強效果的影響，給出處理語音信號時小波分解層數(shù)的最優(yōu)值，在傳統(tǒng)估計噪聲

3、方差的基礎(chǔ)上，利用語音信號小波變換系數(shù)尺度間的相關(guān)性，去除語音信號細節(jié)小波系數(shù)對噪聲方差估計的干擾，提出了一種估計語音噪聲方差的改進辦法。 然后，針對小波閾值增強算法中的兩大核心問題：閾值的設(shè)定和閾值函數(shù)的選取，本文也分別作出了改進。把Benjamini.Y提出的自由分布式錯誤發(fā)現(xiàn)率 (FDR) 假設(shè)檢驗算法應(yīng)用于小波系數(shù)的選取，提出了一種不依賴于信號長度，閾值選取靈活，且對信號及噪聲的變化具有較強的適應(yīng)性的閾值設(shè)定辦法。在分析

4、常用的軟、硬閾值函數(shù)的缺陷及不足的基礎(chǔ)上，構(gòu)造了一個性能更優(yōu)良的閾值函數(shù)。 最后，在理論分析的同時，對每部分的改進都進行了仿真實驗驗證。實驗結(jié)果表明：在處理語音信號時，Sym10，Sym8，Coif4，Db5這幾種小波函數(shù)表現(xiàn)較其他小波函數(shù)稍優(yōu)，其中Sym10表現(xiàn)最好；對語音信號采用5層小波分解得到了增強后語音的信噪比較理想；改進的噪聲方差估計辦法在估計語音信號的噪聲方差時比傳統(tǒng)方法估計的誤差更小，尤其在低信噪比下，改進的效果更