基于MMSE-LSA的语音增强研究

论文摘要

语音增强是语音信号处理的一个重要分支。语音增强技术无论在日常生活中,还是军事领域,或者对语音信号处理技术都很有应用价值。语音增强技术不但与语音信号处理理论有关,而且还涉及到人的听觉感知和语音学等方面的知识。本文主要对基于MMSE-LSA的语音增强技术进行了研究,首先介绍了各种语音增强算法的基本理论,然后对基于MMSE-LSA的语音增强算法进行改进,提高语音增强的效果,并且增强后的语音更符合人的听觉。MMSE-LSA语音增强方法利用先验信噪比和后验信噪比来控制增益函数。对于先验和后验信噪比,需要作出噪声的估计。给出利用平滑参数在语音帧和无语音帧分别进行连续估计的方法,这种方法可以很好地适应非平稳的环境。为了在减少语音失真机会的同时有效地抑制残留噪声,利用噪声掩蔽效应与语音增强算法相结合。实验表明,这种方法具有良好的语音增强性能。论文对含噪语音的预处理进行了初步的研究,将线性预测与数学形态学滤波应用到含噪语音的前期处理中,而后对处理后的语音利用上述改进后的语音增强算法进行增强。由于MMSE-LSA语音增强算法具有良好的语音增强效果,对白噪声更加明显。对于受其它噪声污染的语音可以先对含噪语音进行预处理,来保证MMSE-LSA语音增强算法的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 语音增强概述
• 1.1.1 语音增强的目的
• 1.1.2 语音增强的应用
• 1.1.3 语音增强的研究现状
• 1.2 语音增强效果评价
• 1.2.1 主观评价方法
• 1.2.2 客观评价方法
• 1.3 研究内容及结构安排
• 第2章 语音增强技术
• 2.1 语音、噪声以及人耳的特性
• 2.1.1 语音的特征
• 2.1.2 噪声特征及其分类
• 2.1.3 人耳语音感知的特性
• 2.2 语音增强的基本方法
• 2.2.1 基于谱减法的语音增强
• 2.2.2 基于维纳滤波的语音增强
• 2.2.3 基于小波变换的语音增强
• 2.2.4 其它语音增强方法
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于MMSE-LSA的语音增强方法
• 3.1 MMSE-LSA语音增强基本原理
• 3.2 先验信噪比与后验信噪比
• 3.2.1 最大似然估计方法
• 3.2.2 直接判决估计方法
• 3.3 噪声估计
• 3.4 实验结果及分析
• 3.4.1 纯净语音受噪声数据库噪声的污染
• 3.4.2 突变环境的模拟
• 3.4.3 实际短波信号
• 3.5 本章小结
• 第4章 结合掩蔽效应的MMSE-LSA语音增强
• 4.1 掩蔽效应的基本原理
• 4.2 噪声掩蔽阈值的计算
• 4.2.1 临界频带分析
• 4.2.2 扩展函数的应用
• 4.2.3 计算噪声掩蔽阈值
• 4.3 MMSE-LSA语音增强方法与掩蔽效应的结合
• 4.4 实验及分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 含噪语音的预处理
• 5.1 线性预测分析
• 5.2 数学形态学
• 5.2.1 数学形态学的产生和发展
• 5.2.2 数学形态学的基本运算和性质
• 5.2.3 数学形态滤波器
• 5.2.4 形态学在语音信号处理中的应用
• 5.3 含噪语音信号的预处理
• 5.3.1 基于线性预测的含噪语音预处理
• 5.3.2 基于数学形态学的含噪语音预处理
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢