基于谱包络的抗噪语音特征提取方法

研究了噪声对语音信号的干扰规律,利用语音信号的准周期性,较好的提取了含噪语音信号的频谱包络。通过一些改进算法,对包络峰值特征提取方法进行优化,并使用工程数学软件Matlab对此方法进行了模拟计算。结果表明:该方法可以较好的重建被噪声污染的语音谱包络,从而较好的提取到频谱的包络峰值特征。     

无参考输入的双话筒噪声抵消

介绍了一种双通道的噪声抵消系统 .传统的频谱减法的语音增强需要预先知道噪声的特性 .但是 ,噪声的平稳性和可分离性在许多实际应用场合都无法满足要求 .提出采用两路话筒输入 ,以便动态获得噪声频谱的方法 .采用自适应校正滤波的同步算法 ,利用语音信号的相关性同步两路信号中的语音 ,通过抵消其中的语音成分获得噪声的频谱特性 .实验证明该方法能够获得很好的同步效果 .在获得噪声频谱的基础上用频谱减和维纳滤波两种方法进行了噪声抵消的对比实验 .对 0dB信噪比输入的信号可以获得约 9dB信噪比的提高 .用维纳滤波处理后的语音比频谱减法残留较低的“音乐声” .在非平稳条件下对噪声仍具有一定的跟踪能力     

用于周期分解语音活动检测的基频提取方法研究

介绍了基于语音信号周期分解的语音活动检测算法.传统语音活动检测算法在动态低信噪比背景噪声环境下的效果很不理想,这主要是因为传统方法中提取的能量与过零率等检测特征针对的是平稳噪声,对信噪比的变化很敏感.而本文介绍的周期分解语音活动检测方法能较好地解决这个问题,因为语音信号中浊音段的周期性是区别一般噪声信号的重要特征,并且该特征受背景噪声类型和信噪比变化的影响小.在周期分解语音活动检测方法中,基频提取的准确性对最终检测性能有很大影响.针对此情况,提出了自相关、循环均值幅度差分和YIN三种基频提取算法相融合的方法.实验结果表明,在背景噪声为白噪声、汽车噪声、嘈杂人声以及信噪比0dB,5dB,10dB的情况下,该方法相对单一基频提取算法,可以有效提升基频提取与周期分解语音活动检测的准确性.     

汉语平均频谱噪声下的汉语语言清晰度研究

在不同室内声学特性、不同信噪比条件下探讨汉语语言平均频谱干扰噪声及其方向对汉语语言清晰度的影响。汉语语言清晰度测试信号与干扰噪声信号按照一定的信噪比混合,由听音人进行汉语语言清晰度主观评价。结果表明：在汉语语言平均频谱干扰噪声作用下,听音位置的声场特性、信噪比和干扰噪声源方向对汉语语言的清晰度有显著影响;相比于房间声学特性和干扰噪声源方向,信噪比对汉语语言清晰度的影响更为显著;汉语语言清晰度随听音位置声场特性的改善和信噪比的提高而提高,随语言信号与噪声位置分开盼角度的增大而提高。     

基于谱减的语音增强算法的改进

为降低噪声对语音通信的干扰,提出了一种基于谱减的语音增强算法的改进方法。根据噪声频谱的G auss统计模型修正语音增强过程中噪声频谱的估计方法,利用帧内、帧间约束估计每一个频点的先验信噪比,提出了一种简便的估计语音在每一个频点出现的概率的方法,得出了修正的语音增强算法。在白噪声以及坦克噪声环境中分别对算法的性能进行测试。实验结果表明:在几乎不损伤语音清晰度的前提下,该算法使“音乐噪声”得到了更好的抑制,同时信噪比提高了约8 dB以上。     

动态阈值谱法语音增强

根据人耳能从噪声中提取有用信息的听觉特征，并结合语音信号的基本特征，提出并研究了一个适合于语音增强的听党内模型；实验结果表明，这个方法不仅在提高语音信噪比方面，而且在减小语音失真度方面均有较好的改善。     

用子空间提高有色噪声背景下的语音质量

针对在语音通信过程中,纯净语音信号经常受到周围有色噪声环境干扰导致语音质量下降的问题,提出了一种用子空间提高语音质量,改善听觉感知度,降低用户听觉疲劳感的算法。该算法通过用非平稳噪声估计方法实时跟踪噪声信号的特征值,对跟踪的噪声和信号进行对角化;为了进一步消除有色噪声,对带噪语音再次进行维纳滤波处理,最后获得更新的最优特征值估计方程。实验结果表明,在信噪比不同的工厂噪声等有色噪声背景下,与传统子空间的算法相比,经过新算法的语音信噪比得到了明显的提高,且有效地降低了音乐噪声。     

基于多尺度分形维数的汉语语音声韵切分

针对低信噪比环境 ,提出一种汉语语音声韵母切分新方法。以语音信号非线性产生机制中存在混沌特性为依据 ,将普通分形维数扩展为多尺度分形维数 ,用于考察语音信号在不同最大观测分辨率下的局部自相似性。利用稳定声韵母段及其之间过渡段在多尺度分形维数上的不同特性能较好地区分二者。由此针对汉语音节“声母 +韵母”的结构特点设计了一种简单而高效的汉语语音声韵母切分方法。在干净语音测试集下测试 ,切分正确率为 95 .2 % ;在信噪比为10 d B的噪声环境下 ,正确率达到 82 .3%。     

用峰值校正自相关函数检测的汉语基音周期

在对大量的汉语普通话的语音波形进行分析之后发现汉语普通话的基音提取不能用简单的中心削波自相关方法,在进行基音标记时会存在一种基音标记偏移的现象,为此在自相关理论的基础上,根据声调语言的语音信号音高变化特征,对声调语音的基音标记的偏移现象提出了一种基于自相关法和峰值校正的算法,经实践检验,这种算法对声调语言的基音标记的偏移现象能够得到很好的校正。     

融合语音增强与后续补偿的抗噪声语音识别方法

为了提高基于隐含Markov模型的语音识别系统在噪声环境中的稳健性,研究了一种融合语音增强与后续补偿的抗噪声语音识别方法.在前端,语音增强有效地抑制背景噪声,从而提高了输入信号的信噪比.语音增强后的剩余噪声以及语音失真是对语音识别不利的因素,其影响将通过识别阶段的并行模型合并或特征提取阶段的倒谱均值归一化得到补偿.实验结果表明,此方法能够显著地提高语音识别系统在噪声环境中,特别是低信噪比条件下的识别精度,如对-5 dB的自噪声,该方法可将识别精度从11.7%提高至71.0%.     

ADPCM系统中的自适应技术

本文介绍了几种用于ADPCM编码系统的自适应技术及其原理、算法和设计,并通过微机模拟作了比较。就某些特定的语音帧而言,前馈自适应量化器与固定量化器相比较,大约可得到 3～6dB的分段(帧)信噪比增益。对于自适应预测器,若采用基于MMSE准则的自相关法确定最佳预测系数(包括反向自适应),系数是稳定的。但如果用梯度法确定最佳预测系数,则需要仔细地选择公式中的一些参数,否则,对某些特定的语音帧,可能使系统不稳定。     

基于小波分析的梅尔频率倒谱参数?

采用HMM模型和MFCC参数的语音识别器对普通话中声母音素的区分度不够理想,而在基于识别的计算机辅助发音教学系统中的辅音的识别具有特别重要的意义.考虑到相同发音位置不同发音方式的声母音素变化较快且高频信息较多,本文将小波分析的方法引入到提取梅尔频率倒谱参数(MFCC)的过程当中,来提高信号高频部分的时域分辨率,提出了基于小波分析的梅尔倒谱参数MFCC_Wavelet.结合高低频不同分帧方式的MFCC_Wavelet参数与HMM模型的语音识别器,本文测试了MFCC和MFCC_Wavelet两种参数在4类发音中的区分性,实验结果表明,在相同发音位置不同发音方式、塞音与不塞音、送气音与不送气音及擦音与不擦音4类发音错误中,MFCC_Wavelet的总体效果好于MFCC.     

一种改进的LSA语音增强算法

针对说话人识别的噪声鲁棒性问题,在对数谱最小均方差误差估计算法基础上,采用改进的最小值控制递归平均算法对语音帧信噪比进行估计,通过对前一帧的短时功率谱进行2次平滑和前向多帧最小值搜索,结合语音存在概率估计出当前帧的信噪比,并根据信噪比自适应调整增益因子的大小,对噪声进行消除。构建了一种改进的LSA语音增强方法,使用该方法可以使增强后的语音保持较高的自然度。实验结果表明,与MMSE-LSA算法比较,改进的LSA算法具有更好的语音增强效果,在5dB各类噪声环境下,其平均信噪比较MMSE-LSA算法提高1.36dB,主观语音质量评估平均提高8%。将该方法用于说话人识别系统,其检测代价较采用MMSE-LSA算法的系统平均降低3%。     

支持向量机多类分类的数字调制方式识别

针对神经网络存在的过学习、欠学习、局部极小值等问题,提出了一种基于支持向量机(SVM)的数字调制方式的识别方法。从信号的瞬时幅度,瞬时相位,瞬时频率,频谱,包络变化等特性中提取了7个特征参数,用于训练支持向量机。运用二叉树理论设计多类分类器,与已有算法相比,具有简单、高速、高精度的特点。仿真结果证明,在高斯白噪声(AWGN)下,当信噪比大于15dB时,对2ASK、4ASK、8ASK、2FSK、4FSK、8FSK、BPSK、QPSK、8PSK调制方式的识别率可以达到97% 以上。     

自然音节状态下声母区别特征检测

从基于言语知觉特性的声母区别特征出发,观察MFCC和美尔能量取值在区别特征有无上的表现差异,修正了声母区别特征的客观参数特性,与修正前的结果相比更合理。定义含有区别特征参数特性的语音帧为有效帧,在自然音节中通过能量确定出声母初判范围位置的基础上,利用该范围内有效帧的含量Para作为检测探针,实现自然音节状态下声母区别特征检测。正检率在80%左右。     

一种孤立词语音识别方法研究

结合动态谱特性的语音识别研究,阐述了一种有限状态矢量量化(FSVQ)方法。FSVQ利用了过去的信息来选择合适的码本进行编码,对于语音识别更为有效。改进了所使用的语音特征参量,除了LPC倒谱系数外,结合使用了动态谱特征和能量的对数值,并根据汉语发音特征对语音信号端点进行一种加权处理。实验结果表明：与说话人有关的孤立词识别率达到98%。     

OFDM系统中一种信道估计频域插值算法

对信道的准确估计是提高相干解调的正交频分复用(OFDM)系统性能的关键。在OFDM系统中,提出了频域内用均匀分布的导频符号,用离散Fourier变换(DFT)域插值思想,在时域对冲激响应用包络加权的方法完成频域信道估计。与传统的DFT变换域方法、线形插值方法进行了比较,并根据硬件实现的难易对加权因子做了几种简化。仿真结果表明,在低信噪比下,该方法估计的信道归一化均方误差明显小于其他算法,但随着信噪比的增加,性能改善逐渐较小。该方法复杂度增加很少,适合于工程实现。     

基于能量和频带方差结合的语音端点检测方法

语音端点检测是语音识别中非常重要的部分,识别率高低很大程度上取决于端点检测的精确程度。在高信噪比(signal-noise ratio,SNR)的实验室环境下,端点检测有很好的效果;但比如像工厂和市场等低SNR环境下,传统的检测方法性能迅速降低,端点检测无法达到预期效果。针对低SNR语音的端点检测,先通过谱减法对带噪语音进行降噪,再分别求出每帧语音信号的能量与频带方差的乘积,将乘积值作为参数进行双门限端点检测的思路,提出了一种能量和频带方差结合的端点检测方法。将TIMIT数据集中语音叠加高斯随机噪声、NOISEX 92噪声库中的factory噪声和volvo噪声进行实验。结果表明,当SNR在-10 d B时,仍有较好的检测效果,显著提高了语音端点检测的效果。     

基于浊音语音谐波谱子带加权重建的抗噪声说话人识别

提出了一个基于浊音语音谐波谱重建的说话人识别算法.该算法根据浊音语音短时频谱的结构特征和基音信息,对浊音语音谐波结构频谱进行子带加权重建,以补偿由噪声引起的训练与测试条件的失配.算法基于重建浊音频谱提取感知线性预测倒谱系数,与基音相组合作为说话人的语音特征参数矢量,采用高斯混合模型对说话人进行建模.仿真实验的结果表明:所提出的浊音谱重建方法对多种类型含噪语音的噪声补偿均具良好效果,可以明显提高在噪声环境下的与文本无关的说话人识别的识别率,特别是显著提高低信噪比环境下的识别率,而不会明显降低纯净语音和高信噪比环境下的识别率.