基于听觉掩蔽效应的语音增强算法

对于低信噪比环境下的语音信号,传统谱减法残留的背景噪声较大。针对该问题,基于听觉掩蔽效应提出一种改进的语音增强算法。将人耳听觉掩蔽特性与功率谱减法相结合,设计一种时域递归平均算法对噪声进行估计,同时对带噪语音信号做频谱相减处理,从听觉的角度出发,利用估计的语音信号功率谱计算掩蔽阈值,并引入谱减功率修正系数和谱减噪声系数,实现带噪语音的信号增强。利用Matlab 2012b进行仿真,实验结果表明,该算法在低信噪比条件下能够较好地抑制背景噪声,改善语音质量,且与改进自适应滤波算法相比,其输出信号的信噪比可提高5%左右。     

基于噪声估计和听觉掩蔽效应的语音增强

针对非平稳噪声环境和低信噪比的情况,提出了一种基于低频区语音特性的非平稳噪声估计方法,通过构造一个时变的权值,实现对噪声的实时估计,同时结合人耳听觉掩蔽效应,利用估计出的噪声自适应设定增强系数。仿真实验表明,该方法能够较好地抑制背景噪声,提高信噪比,减少语音失真。     

一种改进的基于听觉掩蔽的自适应β阶MMSE语音增强算法

提出一种改进的基于听觉掩蔽的自适应阶MMSE语音增强算法,实验表明这种改进算法比起经典的语音增强算法能更显著地提高算法的客观性能,特别在非平稳噪声和低信噪比的环境中能快速估计出变化的噪声功率谱。     

基于语音存在概率和听觉掩蔽特性的语音增强算法

低信噪比下,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显得尤为突出。为降低噪声对语音通信的干扰,提出了一种适于低信噪比下的语音增强算法。在传统的谱减法基础上,根据噪声的听觉掩蔽阈值自适应调整减参数,利用语音存在概率,对语音、噪声信号估计,避免低信噪比下端点检测(VAD)的不准确,有更强的鲁棒性。对算法进行了客观和主观测试,结果表明：相对于传统的谱减法,在几乎不损伤语音清晰度的前提下该算法能更好地抑制残留噪声和背景噪声,特别是对低信噪比和非平稳噪声干扰的语音信号,效果更加明显。     

一种听觉掩蔽效应和维纳滤波的语音增强算法

将非平稳噪声估计算法以及基于听觉掩蔽效应得到的噪声被掩蔽概率应用于维纳滤波语音增强中,提出了一种听觉掩蔽效应和维纳滤波的语音增强方法。几种噪声背景下对语音增强的客观测试表明,提出的算法相比较于传统的维纳滤波语音增强算法而言不但可以提高语音信噪比,而且可以明显减少语音失真。     

非平稳噪声环境下结合听觉掩蔽的语音增强

针对现有语音增强算法面临残留噪声这一问题,提出一种结合人耳听觉掩蔽的改进算法。将MMSE-LSA谱估计法和一种最优感知增强滤波器融入一个两极语音增强算法框架,利用人耳听觉掩蔽去除残留噪声;给出算法实施的具体步骤和最优感知滤波器的理论推导。实验结果表明,在非平稳噪声环境下,该算法可以有效降低语音失真和残余噪声,提升增强语音信号的主观和客观质量。     

基于听觉掩蔽效应和最优平滑的语音增强算法

针对谱减法在低信噪比下音乐噪声较大的缺点,通过分析人耳听觉掩蔽特性,提出一种改进的语音增强算法。在维纳滤波法的基础上结合掩蔽效应调整增益系数,采用非平稳环境下的最小约束递归平均算法进行噪声参数估计,利用最小均方误差准则的最优平滑因子对增强语音进行平滑处理,从而进一步消除音乐噪声。仿真结果表明,与改进谱减法与维纳滤波法相比,该算法在低信噪比情况下能有效抑制背景噪声和残余的音乐噪声,保持较好的语音质量和清晰度。     

基于拉普拉斯模型和掩蔽效应的语音增强

提出了一种有效的消除噪声且减小语音失真的语音增强方法。首先实现了语音信号服从Laplacian分布、噪声服从Gaussian分布假设下的MMSE增强算法。为了进一步提高语音增强效果,在增强语音谱幅度阈值的计算上将该方法与人的掩蔽特性相结合。通过语音增强方法性能客观评测表明,该语音增强方法更好地抑制了噪声,有效地减小语音失真。     

基于噪声被掩蔽概率的语音增强算法

针对MMSE方法语音失真较大的缺点,提出一种将噪声被掩蔽概率引入高分辨率掩蔽感知模型的方法,通过初始噪声序列进行噪声谱的更新,然后计算噪声掩蔽参数,适时更新数据参数以动态确定每一帧的权值,实验结果表明,该方法在有效抑制背景噪声的同时还降低了音乐噪声,在语音降噪方面实现了比MMSE方法更好的增强效果.     

基于时频结合的背景噪声下语音增强方法

本文在研究基于改进谱减法的基础之上,提出了在频域利用谱减法去除宽带加性噪声,在时域利用短时过零率和短时能量组合而成的加权函数去除谱减法后产生的“音乐噪声”的方法．实验表明：这种时频结合的语音增强方法对背景噪声下的语音质量的增强效果明显。     

拉普拉斯分布下的MMSE谱减语音增强算法

针对基于高斯分布的谱减语音增强算法,增强语音出现噪声残留和语音失真的问题,提出了基于拉普拉斯分布的最小均方误差（MMSE）谱减算法。首先,对原始带噪语音信号进行分帧、加窗处理,并对处理后每帧的信号进行傅里叶变换,得到短时语音的离散傅里叶变换（DFT）系数;然后,通过计算每一帧的对数谱能量及谱平坦度,进行噪声帧检测,更新噪声估计;其次,基于语音DFT系数服从拉普拉斯分布的假设,在最小均方误差准则下,求解最佳谱减系数,使用该系数进行谱减,得到增强信号谱;最后,对增强信号谱进行傅里叶逆变换、组帧,得到增强语音。实验结果表明,使用所提算法增强的语音信噪比（SNR）平均提高了4.3 dB,与过减法相比,有2 dB的提升;在语音质量感知评估（PESQ）得分方面,与过减法相比,所提算法平均得分有10%的提高。该算法有更好的噪声抑制能力和较小的语音失真,在SNR和PESQ评价标准上有较大提升。     

基于短时谱估计的语音增强研究

基于短时谱估计的语音增强算法具有良好的降噪性能,算法高效且易于实现。本文对谱减法、维纳滤波、最小均方误差估计等此类算法进行系统的论证,结合实验,分析比较了它们的性能差异,并指出了它们各自的优缺点及适用环境。     

基于感知掩蔽的重构非负矩阵分解单通道语音增强算法

针对非负矩阵分解（NMF）语音增强算法在低信噪比（SNR）非稳定环境下存在噪声残留的问题,提出一种基于感知掩蔽的重构NMF（PM-RNMF）单通道语音增强算法。首先,将心理声学掩蔽特性应用于NMF语音增强算法中;其次,对不同频率位采用不同的掩蔽阈值,建立自适应感知掩蔽增益函数,通过阈值约束残余噪声能量和语音失真能量;最后,结合语音存在概率（SPP）进行感知增益修正,重构NMF算法,以此建立新的目标函数。仿真结果表明,在不同SNR的3种非稳定噪声环境下,与NMF、重构NMF（RNMF）、感知掩蔽深度神经网络（PM-DNN）算法相比,PM-RNMF算法的感知语音质量评估（PESQ）平均值分别提高了0.767、0.474、0.162,信源失真比（SDR）平均值分别提高了2.785、1.197、0.948。实验结果表明,无论是在低频还是高频PM-RNMF有更好的降噪效果。     

新型几何谱减语音增强方法

针对几何谱减算法在处理快速变化的语音时产生语音畸变的缺点,提出一种基于最小均方误差算法估计每帧语音信号的每一个频率分量上的平滑系数,产生自适应帧频率分量平滑系数代替固定值的平滑系数来估计先验信噪比,从而得到更加接近于真实情况的先验信噪比。通过计算板仓-斋藤距离,及利用仿真波形图、语谱图对算法进行客观测试,结果表明新算法相对其他谱减法在相同的去噪度下,语音畸变度最小且几乎察觉不到音乐噪声;特别是在低信噪比非平稳环境下,相对其他谱减法的优势更加显著。     

基于噪声估计的二值掩蔽语音增强算法

针对现有的助听器语音增强算法在非平稳噪声环境下,残留大量背景噪声的同时还引入了“音乐噪声”,致使增强语音可懂度和信噪比不理想等问题。提出了一种基于噪声估计的二值掩蔽语音增强算法,该算法利用人耳听觉感知理论,结合人耳的听觉特性和耳蜗的工作机理。采用最小值控制递归平均（Minima-Controlled Recursive Averaging,MCRA）算法获得估计噪声和初步增强语音;将估计噪声和初步增强语音分别通过可以模拟人工耳蜗模型的gammatone滤波器组进行滤波处理,得到各自的时频表示形式;利用人耳的听觉掩蔽特性,计算含噪语音在时频域的二值掩蔽;利用二值掩蔽得到增强语音。实验结果表明：该算法很大程度上去除了谱减法引入的“音乐噪声”,与基于MCRA谱减法相比,增强语音的语言可懂度指数（Speech Intelligibility Index,SII）、主观语音质量评估（Perceptual Evaluation of Speech Quality,PESQ）和信噪比（Signal to Noise Ratio,SNR）都得到了提高。     

基于解相关变步长的改进型语音增强算法

复杂环境中噪声干扰严重影响语音信号的质量,无法正确传达语义,因此语音增强处理十分必要。传统语音增强技术存在适应性差、输入信号高度相关时收敛速度慢等问题。综合变步长最小均方(VSSLMS)算法与解相关的优点,提出了一种改进的语音增强算法,优化自适应滤波算法中步长的大小和权矢量的更新方向,提高语音降噪收敛速度。同时算法引入了连续块处理理论归一化权矢量,以提高其在嵌入式系统实现上的稳定性。仿真测试表明该算法收敛速度快、跟踪性能强,能有效去除强噪语音信号中的噪声,提高语音的清晰度与可懂度。     

基于谱减法的改进语音增强方法

语音增强技术是解决噪声污染的一项强有力的预处理技术.谱减法通过处理后的语音中会留下所谓的"音乐噪声",针对这个问题,提出了一种多带谱相减与感觉加权相结合的语音增强方法.对带噪语音进行多带谱相减,并根据人的听觉掩蔽特性,对多带谱相减后的信号进行感觉加权,从而进一步降低背景噪声.在语音失真和噪声抑制之间取得良好的折中,减少语音的听觉失真,有效地抑制"音乐噪声",提高语音的清晰度.     

改进的变步长最小均方误差电子耳蜗语音增强算法

针对外部强噪声环境下电子耳蜗语音质量受损、适应性差等问题,提出了基于谱减法和变步长最小均方误差（LMS）自适应滤波算法联合去噪的改进方法,并以该方法构建了一个电子耳蜗前端语音预处理系统。利用变步长LMS自适应滤波算法输出误差的平方项来调节步长,采用步长值固定与变化相结合的方法,解决了自适应滤波算法收敛速度慢、稳态误差大的问题,适应性得到提高,提高了语音信号通信质量。该系统以TMS320VC5416和音频编解码芯片TLV320AIC23B为核心,通过多通道缓冲串口（McBSP）和串行外设接口（SPI）实现了语音数据的高速采集和实时处理。实验仿真和测试结果表明该算法消除噪声性能好,信噪比在低输入信噪比情况下提高约10 dB,语音质量感知评价（PESQ）分值也得到较大提高,能有效提高语音信号质量,且该系统性能稳定,能进一步提高耳蜗前端语音的清晰度和可懂度。