语音通信降噪研究

语音通信系统中,语音通过信道传输将不可避免地引入码间串扰和信号畸变,同时受到噪声污染。本文在分析自适应盲均衡算法CMA(constant modulus algorithm）和改进盲均衡算法的基础上,考虑到自适应盲均衡技术在语音噪声控制方面能力有限,将自适应盲均衡技术与小波包掩蔽阈值降噪算法联合使用,形成一种基带语音增强新方法。仿真试验结果显示自适应盲均衡技术可以使星座图变得清晰而紧凑,有效减小误码率。研究证实该方法在语音信号ISI和畸变严重情况下,在白噪及有色噪声不同的噪声环境中都具有稳定的降噪能力,消噪同时可获得汉语普通话良好的听觉效果。     

早晚期混响划分对理想比值掩蔽在语音识别性能上的影响

真实环境中存在的噪声和混响会降低语音识别系统的性能。封闭空间中的混响包括直达声、早期反射和后期混响3部分,它们对语音识别系统具有不同的影响.我们研究了早期反射和后期混响的不同划分方法,以其中的早期反射为目标语音,计算出了不同的理想比值掩蔽并研究了它们对语音识别系统性能的影响;在此基础上,利用双向长短时记忆网络(BLSTM)估计理想比值掩蔽,测试它们对语音识别系统性能的影响.实验结果表明,基于Abel早期反射和后期混响的划分方法,理想比值掩蔽能够降低词错误率约2.8%;基于BLSTM的估计方法过低估计了理想比值掩蔽,未能有效提高语音识别系统的性能。     

基于改进的语音参数提取的线性预测

根据语音发生基本原理和线性预测编码原理，针对自相关法需要加窗从而降低了解的精度，而协方差法不能保证保证解所重构出系统的稳定性的特点，提出了一种改进的Cholesky分解的方法求解协方差方程组以产生声道模型参数的方法，实践证明，这种方法既保证了系统的稳定性，又提高了解的精度。     

Speech emotion recognition based on statistical pitch model

A modified Parzen-window method, which keep high resolution in low frequencies and keep smoothness in high frequencies, is proposed to obtain statistical model. Then, a gender classification method utilizing the statistical model is proposed, which have a 98% accuracy of gender classification while long sentence is dealt with. By separation the male voice and female voice, the mean and standard deviation of speech training samples with different emotion are used to create the corresponding emotion models. Then the Bhattacharyya distance between the test sample and statistical models of pitch, are utilized for emotion recognition in speech. The normalization of pitch for the male voice and female voice are also considered, in order to illustrate them into a uniform space. Finally, the speech emotion recognition experiment based on K Nearest Neighbor shows that, the correct rate of 81% is achieved, where it is only 73.85% if the traditional parameters are utilized.     

结合幅度谱和功率谱字典的语音增强方法

从双路字典学习、噪声功率谱估计、语音幅度谱重构角度提出了一种改进的谱特征稀疏表示语音增强方法。在字典学习阶段,融合功率谱与幅度谱特征,采用区分性字典降低语音字典和噪声字典的相干性;在语音增强阶段,提出一种噪声功率谱估计方法对非平稳噪声进行跟踪估计;考虑到幅度谱和功率谱特征对不同噪声的适应程度不同,设计了语音重构权值表。对分别由幅度谱和功率谱恢复而来的两路信号进行自适应加权重构,结合相位补偿函数得到增强后的语音信号。实验结果表明,该方法在平稳、非平稳噪声环境下相比于单一谱特征的语音增强方法平均提高31.6%,改善了语音增强方法的性能。     

一种基于SSM的HMM训练算法

在Baum-Welch(BW)算法的基础上提出了一种基于态相关方法(State—Specific Method：SSM)的隐马尔可夫模型(Hidden Markov Mode：HMM)参数估计算法(简称SBW算法)．该算法在估计HMM不同状态的概率密度函数(probability density function：PDF)的参数时使用了与状态有关的维数较低的特征集合．与传统的BW算法相比，新算法避免了直接估计高维的PDF参数．仿真实验表明，在训练数据量不足的情况下，采用SBW算法的误识率明显低于BW算法．     

Experimental study on phase perception in speech

As the human ear is dull to the phase in speech, little attention has been paid to phase information in speech coding. In fact, the speech perceptual quality may be degenerated if the phase distortion is very large. The perceptual effect of the STFT (Short time Fourier transform) phase spectrum is studied by auditory subjective hearing tests. Three main conclusions are (1) If the phase information is neglected completely, the subjective quality of the reconstructed speech may be very poor; (2) Whether the neglected phase is in low frequency band or high frequency band, the difference from the original speech can be perceived by ear;(3) It is very difficult for the human ear to perceive the difference of speech quality between original speech and reconstructed speech while the phase quantization step size is shorter than π/7.     

电子切音器及其在语音实验中的应用

在实验语音学中,为获得语音的时长参数,需要采用切音的办法.我们研制了电子语音切音器,既可以方便准确地切取不同部位,不同长度的音段,还可以做语音时长的测量,语流的重新组合等语音学实验,所得结果用数字显示. 用它做了一些音节互换,在听感上造成声调变化的初步实验.结果表明,对语音学研究有一定的意义.     

用计算机绘制语音信号波形的方法及其在语音信号处理中的应用

本文介绍了一种在IBM-XT机上绘制语音信号(自然语音或合成语音)波形图的方法。这一方法可以使语音波形在屏幕上连续卷动或稳定显示某一特定帧,并给出波形上任意一点的X、y坐标,使语音工作者可以形象、直观地了解一段语音的全貌或某一局部的细节,对深入研究语音有很大帮助。文章给出了一些语音信号的波形图。     

基于听觉感知的语音稀疏表示及压缩感知*

本文针对语音信号稀疏表示及压缩感知问题,将听觉感知引入稀疏系数筛选过程,用掩蔽阈值筛选重要系数,以得到更符合听觉感受的语音稀疏表示。通过对一帧浊音信号分别采用掩蔽阈值和能量阈值方法进行系数筛选对比实验,结果表明掩蔽阈值法具有更好的稀疏表示效果。为验证听觉感知对语音压缩感知性能的影响,与能量阈值法对照对测试语音进行压缩感知观测和重构,通过压缩比、信噪比、主观平均意见分等主客观指标评价其性能,结果表明,掩蔽阈值法可有效地提高压缩比且保证重构语音具有较高的主观听觉质量。