基于小波變換的語(yǔ)音增強(qiáng)方法的研究.pdf

1、語(yǔ)音在獲取和傳輸過(guò)程中不可避免地受到來(lái)自周?chē)h(huán)境和傳輸介質(zhì)的噪聲的干擾。噪聲會(huì)使語(yǔ)音質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響到諸如語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別等系統(tǒng)的性能。去除噪聲增強(qiáng)語(yǔ)音，是語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。 本文對(duì)基于小波變換的語(yǔ)音增強(qiáng)方法展開(kāi)較為系統(tǒng)的研究。基于小波變換的語(yǔ)音增強(qiáng)方法首先利用小波變換把含噪語(yǔ)音信號(hào)變換到小波域，得到含噪信號(hào)的小波系數(shù)，然后，根據(jù)語(yǔ)音和噪聲的小波系數(shù)統(tǒng)計(jì)性能的差異，對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行各種非線性的數(shù)學(xué)

2、處理，最后對(duì)處理后的小波系數(shù)再進(jìn)行小波反變換，來(lái)剔除噪聲的影響，從而達(dá)到語(yǔ)音增強(qiáng)的目的。 首先，對(duì)小波域語(yǔ)音增強(qiáng)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(jì)分別做出系統(tǒng)地分析與改進(jìn)。對(duì)常用的幾種小波函數(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析比較，結(jié)合小波函數(shù)的選取一般原則，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)選取出了最適合處理語(yǔ)音信號(hào)的小波函數(shù)。通過(guò)分析小波分解層數(shù)對(duì)語(yǔ)音增強(qiáng)效果的影響，給出處理語(yǔ)音信號(hào)時(shí)小波分解層數(shù)的最優(yōu)值，在傳統(tǒng)估計(jì)噪聲

3、方差的基礎(chǔ)上，利用語(yǔ)音信號(hào)小波變換系數(shù)尺度間的相關(guān)性，去除語(yǔ)音信號(hào)細(xì)節(jié)小波系數(shù)對(duì)噪聲方差估計(jì)的干擾，提出了一種估計(jì)語(yǔ)音噪聲方差的改進(jìn)辦法。 然后，針對(duì)小波閾值增強(qiáng)算法中的兩大核心問(wèn)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(jìn)。把Benjamini.Y提出的自由分布式錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率 (FDR) 假設(shè)檢驗(yàn)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(hào)長(zhǎng)度，閾值選取靈活，且對(duì)信號(hào)及噪聲的變化具有較強(qiáng)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(gè)性能更優(yōu)良的閾值函數(shù)。 最后，在理論分析的同時(shí)，對(duì)每部分的改進(jìn)都進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在處理語(yǔ)音信號(hào)時(shí)，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(duì)語(yǔ)音信號(hào)采用5層小波分解得到了增強(qiáng)后語(yǔ)音的信噪比較理想；改進(jìn)的噪聲方差估計(jì)辦法在估計(jì)語(yǔ)音信號(hào)的噪聲方差時(shí)比傳統(tǒng)方法估計(jì)的誤差更小，尤其在低信噪比下，改進(jìn)的效果更