基于短时对数谱估计MMSE的语音增强算法研究

结合语音激活检测(VAD)技术对短时对数谱估计最小均方误差(LSA-MMSE)语音增强算法进行了改进。通过实验表明,LSA-MMSE增强算法在消除背景噪声、增加语音清晰度和提高语音自然度等方面比谱减法更加有效。     

一种MMSE语音增强算法的研究与实现

介绍了单话筒采集条件下基于语音短时对数谱的最小均方误差(MMSE-LSA)估计的语音增强算法,以及语音帧和噪声帧判别的有声/无声检测方法.将语音信号的相位提取后存储起来,然后对纯净语音的短时对数谱作最小均方误差估计,处理后的语音由估计得到的幅度谱和存储的相位重建.试验证明MMSE-LSA的增强效果很好,尤其在信噪比低时更为明显.     

结合人耳听觉感知的两级语音增强算法

针对现有语音增强算法面临残留噪声这一问题,结合人耳听觉系统的掩蔽特性,本文提出了一种优化的语音增强算法。算法分为两级,第一级利用MMSE-LSA谱估计法对带噪语音进行降噪处理,经过处理后,带噪语音信号的信噪比得到了提高。然后,针对第一级增强语音信号中的残余噪声利用人耳听觉掩蔽特性掩蔽掉。为此,算法结合人耳听觉掩蔽特性设计了感知增强滤波器,该滤波器能够有效去除第一级增强语音信号中的残留噪声。仿真实验表明,在各种复杂背景噪声以及信噪比环境下,经过本文算法处理后的增强语音信号残留噪声明显减少,算法提升了增强语音的主观感知质量。      

基于听觉感知的LSA-MMSE改进型语音增强方法

传统增强方法的增益函数对每个频点都进行估计,必然会引进相对较多的语音失真.为了提高低信噪比下的语音增强效果,提出了一种计算掩蔽概率的方法,得到优化的语音增强方法.基于听觉感知特性,对噪声被掩蔽部分的带噪语音谱和未掩蔽部分采用不同处理方法.增强后的语音可以表示为这两个状态下单独估计的加权和,其中权重与噪声被掩蔽概率有关.通过与Virag的方法、LSA-MMSE估计等方法进行比较,实验结果表明所提的增强方法能在低信噪比下有效地抑制残留噪声的同时保持更小的语音失真.     

基于Gamma语音模型的语音增强算法

提出了一种新的基于Gamma语音模型的语音增强算法。首先,在假定语音和噪声的短时DCT系数分别服从Gamma和Gaussian分布的基础上,推导了最小均方误差意义下的语音信号短时DCT系数估计;然后,根据语音存在概率估计,提出了语音信号短时DCT系数估计的修正因子。在增强算法中,提出了基于Gamma语音模型的改进最小统计量控制递归平均(IMCRA)噪声估计算法。仿真结果表明,该算法不仅在噪声抑制性能方面优于近两年国际上提出的几种基于Gaussian语音模型的语音增强算法,而且在增强语音质量方面也具有更好的性能。     

基于超高斯混合模型的语音幅度谱增强算法

研究表明超高斯分布更加贴近语音信号的实际分布,然而语音信号很难用单一的概率密度函数准确描述,针对这一情况,提出了一种用超高斯混合模型对语音信号幅度谱建模的新方法,并推导了基于此模型的幅度谱最小均方误差估的估计式。仿真结果表明：与传统的短时谱估计算法相比,该算法不仅能够进一步提高增强语音的信噪比,而且可以有效减小增强语音的失真度,提高增强语音的主观感知质量。     

改进型谱减法在DSP上的实现

介绍了改进型谱减法在DsP5416上的实现,包括谱减法及其改进型的基本原理;在硬件系统的基础上设计了数据流程和程序流程;最后对系统进行了硬件测试.结果表明,改进型谱减法虽然会产生音乐噪声,但因其算法简单有效,对系统要求不高,在对实时性要求较高的场合能充分发挥其优势,可供工程实践人员参考.     

一种基于Laplacian语音模型的语音增强算法

本文提出了一种新的基于Laplacian语音模型的语音增强算法。首先,在假定语音和噪声的短时DCT系数分别服从Laplacian和Gaussian分布的基础上,推导了最小均方误差意义下的语音信号短时DCT系数估计;然后,根据语音存在概率估计,提出了语音信号短时DCT系数估计的修正因子。在增强算法中,提出了面向判决的Laplacian语音模型参数估计和基于Laplacian语音模型的改进最小量控制递归平均(IMCRA)噪声估计算法。仿真结果表明,本文算法不仅在噪声抑制性能方面优于近两年国际上提出的几种基于Gaussian语音模型的语音增强算法,而且在增强语音质量方面也具有更好的性能。     

基于多元Laplace语音模型的语音增强算法

传统的短时谱估计语音增强算法通常假设语音谱分量相互独立,没有考虑语音谱分量间的相关性。针对这一问题,该文提出一种新的基于多元Laplace分布模型的短时谱估计算法。首先,假设语音的离散余弦变换(DCT)系数服从多元Laplace分布,以此利用谱分量间的相关性;在此基础上,利用多元随机矢量的高斯尺度混合模型表示,推导得到语音DCT系数矢量的最小均方误差(MMSE)估计的解析表达式;并进一步推导了基于该分布模型的语音存在概率,对最小均方误差估计子进行修正。实验结果表明,该算法在抑制背景噪声和减少语音失真等方面优于传统的语音增强方法。     

应用谱减法及其改进型算法进行语音增强

该文主要研究了谱减法及其改进型算法在语音增强中的应用。在对谱减法及其几种改进型算法的理论分析基础上,进行了对比仿真实验研究。客观测试和非正式听音测试表明,增强后的语音的信噪比及音质均有明显改善,其中基于先验信噪比估计的改进型谱减法效果最好。     

Speech Enhancement Algorithm Based on MMSE Short Time Spectral Amplitude in Whispered Speech

An improved method based on minimum mean square error-short time spectral amplitude （MMSE-STSA） is proposed to cancel background noise in whispered speech. Using the acoustic character of whispered speech, the algorithm can track the change of non-stationary background noise effectively. Compared with original MMSE-STSA algorithm and method in selectable mode Vo-coder （SMV）, the improved algorithm can further suppress the residual noise for low signal-to-noise radio （SNR） and avoid the excessive suppression. Simulations show that under the non-stationary noisy environment, the proposed algorithm can not only get a better performance in enhancement, but also reduce the speech distortion.     

基于DSP的语音降噪实时实现

语音教室中使用的各种语言学习系统,语音音质是衡量系统好坏的重要指标,提高语音音质的办法一方面要在硬件上下功夫,另一方面必须考虑在软件中进行降噪处理.文中根据对DNR(动态降噪)系统原理的分析,在电路降噪系统原理方框图的基础上,给出软件流程,总结了在DSP(数字信号处理器)中具体实时实现的算法,并在基于DSP的数字化语言学习系统实际应用中得到检验.实践证明,该降噪算法在语言学习系统中效果显著,而且有着实现方便、算法简单的优点.     

一种基于自适应滤波的语音增强算法的DSP实现

针对某大型车辆专用车内通话系统设计中的语音增强问题,对一种基于自适应滤波的语音增强算法进行了较为深入的研究。介绍了该算法的基本原理,及以TMS320VC5402为核心的语音增强模块的硬件设计,详细讨论了该算法的软件实现过程,并给出了实验结果。结果表明,该算法结构简单、易于实现,有较好的实用价值。     

修正傅立叶系数插值测频算法及DSP实现

本文提出了一种修正傅立叶系数插值测频算法,该算法首先通过重心法初步估计频谱峰值位置,然后迭代计算峰值前后位置DFT系数以提高测频精度,算法在时变短数据情况下依然有效,并能有效减少迭代次数.考虑到算法复杂性和DSP有限硬件资源的特点,同时给出了一种适合于DSP硬件实现的快速方法.仿真表明,该算法在低信噪比下具有好的测频精度和实时处理能力.     

基于无语音概率改进的对数谱幅度估计增强算法

针对谱减语音增强法中一直存在的去噪度、残留的音乐噪声和语音畸变度三者间均衡这一关键问题,本文提出一种基于无语音概率改进的对数谱估计增强算法.该算法结合无语音概率的思想,按照纯噪声帧和带噪语音帧两种状态.有区别地实时更新语音最小均方误差的对数谱增益,并利用无语音概率参数(SAP)自适应地调节平滑系数,以求随着噪声环境的变化,在去噪度、残留"音乐噪声"和语音畸变度之间自适应地折中.实验表明,该算法在相同去噪程度下,语音畸变和音乐噪声相对其他谱减法都同时地减弱,特别在低信噪比环境下优势更明显,而且平滑参数利用SAP参数,无需多余计算,便于实时处理.     

基于DSP的实时语音识别控制系统设计

语音信息的实时识别与控制在信息家电、工农业生产、机电产品以及国防领域等各行业有着广泛的应用前景。以TI公司的DSP芯片TMS320LC56为内核,结合该公司新近推出的编译码器TIA2AD535设计了一种实时语音识别控制系统,主要针对其硬件结构特点以及通讯接口进行了分析。     

Generalization of Maximum A Posteriori Amplitude Estimator Under Speech Presence Uncertainty for Speech Enhancement

In this paper, we focus on the estimation-based frequency-domain speech enhancement methods under speech presence uncertainty. Through the minimization of an average risk function, a generalization of maximum a posteriori spectral amplitude estimator is derived. By adjusting the cost parameters, we can control the error caused by noise falsely detected as speech. Our experimental results show that the proposed system can be a simple alternative to Abramson’s simultaneous detection and estimation approach for speech enhancement since it involves merely estimation under speech presence uncertainty and does not require any detector. Moreover, the proposed estimator takes advantage of a more straightforward implementation, since there is no need for the computation of Bessel functions.     

一种基于短时谱估计和人耳掩蔽效应的语音增强算法

该文结合短时谱估计算法和人耳掩蔽效应提出了一种单通道语音增强算法。该算法在MMSE准则下采用了非固定参数的语音跟踪,并且引入人耳掩蔽效应动态的确定增强滤波器的传递函数以适应语音信号的变化。实验结果表明：该算法使降噪后的语音信号有较小的语音失真并且很好地抑制了音乐噪声。