滤波器组自适应语音增强方法

双麦克风噪声抵消应用中,由于交叉串的存在,传统自适应算法降噪性能受到很大的影响。为了提高双麦克风算法降噪性能,使用两级自适应滤波系统消除交叉串扰问题。为提高自适应滤波器收敛性能,采用主从结构LMS算法自适应调节步长因子。同时为了适合窄带处理算法,将输入信号进行子带分析预处理,对每个子带独立进行抗交叉串绕自适应处理,将各子带增强信号合并得到增强语音信号。实验结果表明,该方消噪量大,语音损伤小,语音增强效果显著。     

Real-time speech enhancement algorithm for transient noise suppression

Multimedia Tools and Applications - To effectively restrain stationary noise and transient noise, a real-time single-channel speech enhancement algorithm is proposed. First, to evaluate stationary...     

一种基于线性预测残差的语音增强算法

本文提出了一种基于线性预测残差的语音增强算法,以去除语音中的加性噪声。对不同噪声下语音信号的线性预测分析,不难发现线性预测系数携带有语音的频谱和共振峰信息。多次实验表明,在噪声位置预测系数较小,在语音位置预测系数相对较大,其平方和可以反映带噪语音信号的瞬时信噪比。本文将该平方和用在从维纳滤波导出的一个基于线性预测系数的去噪函数中,将该去噪函数结合B.Yegnanaraynana的提出的基于逆相对预测残差去噪的方法共同作用于线性预测残差信号,可得到增强的语音信号。实验表明这种方法可以得到较好的去噪语音,去噪的同时较好地保留了语音的可懂度,并且运算量较小。     

一种改进的维纳滤波语音增强算法

提出了一种改进的语音增强算法,该算法以基于先验信噪比估计的维纳滤波法为基础。首先通过计算无声段的统计平均得到初始噪声功率谱;其次,计算语音段间带噪语音功率谱,并平滑处理初始噪声功率谱和带噪语音功率谱,更新了噪声功率谱;最后,考虑了某频率点处噪声急剧增大的情况,通过计算带噪语音功率谱与噪声功率谱的比值,自适应地调整噪声功率谱。将该算法与其他基于短时谱估计的语音增强算法进行了对比实验,实验结果表明：该算法能有效地减少残留噪声和语音畸变,提高语音可懂度。     

A new efficient backward BSS crosstalk-resistant algorithm for automatic blind speech quality enhancement

In last 10 years, several noise reduction (NR) algorithms have been proposed to be combined with the blind source separation techniques to separate speech and noise signals from blind noisy observations. More often, techniques use voice activity detector (VAD) systems for the optimal solution. In this paper, we propose a new backward blind source separation (BBSS) structure that uses the input correlation properties to provide: (i) high convergence rates and good tracking capabilities, since the acoustic environments imply long and time-variant noise paths, and (ii) low misalignment and robustness against different noise type variations and double-talk. The proposed algorithm has an automatic behavior to enhance noisy speech signals, and do not need any VAD systems to separate speech and noise signals. The obtained results in terms of several objective criteria show the good performance properties of the proposed algorithm in comparison with state-of-the-art algorithms.     

基于动态选择机制的低信噪比单声道语音增强算法

为了提升模型在复杂场景下的信息处理能力,提出了一种基于注意力的动态选择机制,根据当前信息选择性地分配权重,有效融合形变卷积和普通卷积的特征输出,自适应地在卷积形变和标准卷积之间进行权衡,从而提高其表示能力.此外,通过借鉴渐进学习,在不增加额外参数的前提下,通过循环迭代的方式进一步增强了模型的学习能力.在TIMIT公开语料库上使用七种来自NoiseX92的不同噪声,在多种信噪比环境下进行实验,结果表明无论信噪比高低,噪声是否在训练数据集中出现,所提出的算法在可懂度和语音质量等客观评价指标上均优于近期其他的深度学习算法.     

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.     

改进增益函数的MMSE语音增强算法

讨论了基于语音短时对数谱最小均方误差(MMSE-STSA)的语音增强算法,将先验信噪比估计引入增益函数的计算中,有效消除噪声.在带噪信号模型中引入语音存在的不确定度,估计出每个频点的先验无声概率,对增益函数进行改进.通过客观与主观两种评价方法将改进算法与小波变换算法和MMSE估计算法进行比较,实验结果表明,改进算法能更好地抑制背景噪声并且使增强后的语音有较小的失真,增加语音清晰度和理解度.     

基于听觉掩蔽效应的MMSE语音增强算法

针对MMSE语音增强算法低信噪比时产生较大的语音畸变的缺点,提出了一种结合人耳听觉掩蔽效应的MMSE语音增强算法。该算法利用掩蔽阈值来调整MMSE算法中的增益值,使得增强后的语音信号残留噪声和语音畸变较小。通过计算机仿真对增强前后语音信号的信噪比分析以及主观试听表明：改进的MMSE语音增强算法不仅提高了语音信号的信噪比,而且减少了语音畸变,提高了语音的可懂度。     

A new adaptive filtering subband algorithm for two-channel acoustic noise reduction and speech enhancement

This paper addresses the problem of acoustic noise reduction and speech enhancement by adaptive filtering algorithms. Most speech enhancement methods and algorithms which use adaptive filtering structure are generally expressed in fullband form. One of these widespread structures is the Forward Blind Source Separation Structure (FBSS). This FBSS structure is often used to separate speech form noise and therefore enhance the speech signal at the processing output. In this paper, we propose a new subband implementation of this FBSS structure. In order to give more robustness to the proposed structure, we adapt then we apply to this subband structure a new combination of criteria based on the system mismatch and the smoothing filtering errors minimizations. The combination between this proposed subband structure with this optimal criteria allows to obtain a new two-channel subband forward (2CSF) algorithm that improves the convergence speed of the cross adaptive filters which are used to separate speech from noise. Objective tests under various environments are presented showing the good behavior of the proposed 2CSF algorithm.     

基于TF-GSC的多通道后置滤波语音增强算法

针对传统语音增强算法在非平稳噪声,尤其是在噪声为语音的环境下,对噪声的抑制效果急剧下降的情况,提出了一种基于传递函数—广义旁瓣抵消(TF-GSC)和最佳修正测井谱振幅估计量(OM-LSA)的改进型多通道后置滤波语音增强算法.算法在后置滤波时,利用TF-GSC输出信号与参考噪声之间的相互关系求解出语音存在概率,并更新噪声功率谱估计.实验结果表明:算法可以有效地抑制非平稳噪声,提高语音增强算法在语音噪声环境下的鲁棒性.     

Improved subband-forward algorithm for acoustic noise reduction and speech quality enhancement

This paper addresses the problem of speech enhancement and acoustic noise reduction by adaptive filtering algorithms. Recently, we have proposed a new Forward blind source separation algorithm that enhances very noisy speech signals with a subband approach. In this paper, we propose a new variable subband step-sizes algorithm that allows improving the previous algorithm behaviour when the number of subband is selected high. This new proposed algorithm is based on recursive formulas to compute the new variable step-sizes of the cross-coupling filters by using the decorrelation criterion between the estimated sub-signals at each subband output. This new algorithm has shown an important improvement in the steady state and the mean square error values. Along this paper, we present the obtained simulation results by the proposed algorithm that confirm its superiority in comparison with its original version that employs fixed step-sizes of the cross-coupling adaptive filters and with another fullband algorithm.     

基于区域自适应多尺度卷积的单声道语音增强算法

卷积神经网络的感受野大小与卷积核的尺寸相关,传统的卷积采用了固定大小的卷积核,限制了网络模型的特征感知能力;此外,卷积神经网络使用参数共享机制,对空间区域中所有的样本点采用了相同的特征提取方式,然而带噪频谱图噪声信号与干净语音信号的分布存在差异,特别是在复杂噪声环境下,使得传统卷积方式难以实现高质量的语音信号特征提取和过滤.为了解决上述问题,提出了多尺度区域自适应卷积模块,利用多尺度信息提升模型的特征感知能力;根据对应采样点的特征值自适应地分配区域卷积权重,实现区域自适应卷积,提升模型过滤噪声的能力.在TIMIT公开数据集上的实验表明,提出的算法在语音质量和可懂度的评价指标上取得了更优的实验结果.     

多噪声环境下双微阵列语音增强算法

为提高双微阵列语音增强系统在多噪声环境下的消噪性能，提出一种适用于双微阵列的改进广义旁瓣抵消器语音增强算法。根据双微麦克风阵列的结构特点，首先，用基于噪声互功率谱估计的改进相干滤波算法消除距离较远麦克风之间产生的弱相关噪声；然后，利用广义旁瓣抵消算法消除距离较近麦克风之间产生的强相关噪声；最后，通过基于最小值控制递归平均的子带谱减法有针对性地消除不同频带上的残留噪声。仿真实验表明，在多噪声环境下所提算法较现有的双微阵列语音增强算法取得了更好的感知语音质量评价得分，一定程度上改善了双微阵列语音增强系统对复杂噪声的抑制效果。     

基于码本学习的改进谱减语音增强算法

提出一种可适应非平稳噪声环境的基于码本学习的改进谱减语音增强算法。该算法分为训练阶段和增强阶段。训练阶段,使用自回归模型对语音和噪声的频谱形状进行建模并构造语音和噪声码本;增强阶段,采用对数谱最小化算法估计出语音和噪声的频谱,通过谱相减消除噪声。算法在每个时间帧估计语音和噪声频谱,即使在语音存在时仍能够有效跟踪快速变化的非平稳噪声;采用自回归模型能得到噪声频谱的平滑估计,减少了音乐噪声。实验仿真表明,相比于传统谱减法和多带谱减法,改进的谱减法具有更好的噪声抑制性能并且语音失真更小。     

一种新阈值函数的小波包语音增强算法

针对传统软、硬阈值函数去噪方法增强的语音存在失真的问题,提出一种新阈值函数的小波包语音增强算法,同时给出了新阈值函数和新的Bark尺度小波包分解结构。新阈值函数在小波包系数绝对值大于给定阈值的区间内,灵活地结合了软、硬阈值函数;在小波包系数绝对值小于给定阈值的区间内,用一种非线性函数代替传统阈值函数中的简单置零,实现了阈值函数的平缓过渡;新的60个频带Bark尺度小波包分解结构能更好地模拟人耳的听觉感知特性。仿真实验结果表明,在高斯白噪声和有色噪声背景下,与传统软、硬阈值函数去噪方法相比,新算法有效提高了增强语音信噪比和分段信噪比,减少了语音失真,具有更好的去噪效果。     

基于循环神经网络的实时语音增强算法

基于循环神经网络的RNNoise语音增强算法在非稳态噪声环境中有着优良的噪声抑制效果,但在应对未知噪声时,存在增益估计偏差、频带增益估计过平滑的问题,而基于统计模型的MMSE-LSA语音增强算法,在噪声估计不准确的情况下,也能取得良好的噪声抑制效果.为结合两者的优良特性,将RNNoise中的频带增益估计转换为频带先验信...     

修正的基于广义Gamma语音模型语音增强算法

广义Gamma模型是近年来新提出的一种语音分布模型,相对于传统的高斯或超高斯模型具有更好的普适性和灵活性,提出一种基于广义Gamma语音模型和语音存在概率修正的语音增强算法。在假设语音和噪声的幅度谱系数分别服从广义Gamma分布和Gaussian分布的基础上,推导了语音信号对数谱的最小均方误差估计式;在该模型下进一步推导了语音存在概率,对最小均方误差估计进行修正。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。