一种单通道语音倒谱域去混响新方法

大多数去混响的算法都是基于短时分析,不可避免地带来了截断效应;如果对混响语音进行逆滤波,则要求房间冲激响应满足最小相位.本文提出了一种针对单通道的语音长时分帧的去混响算法.算法采用长时帧分析,有效减小了截断效应的影响.首先对混响语音信号进行长时分帧计算其最小相位分量倒谱,然后根据纯净语音和房间冲激响应倒谱的不同分布,在倒谱域阻带滤波得到去混响语音最小相位分量的估计,根据最小相位倒谱理论,进而可以估计出去混响语音频域的模,最后利用人耳对相位信息的不敏感性,用估计的去混响语音的模和混响语音的相位合成,傅里叶反变换得到去混响语音时域波形.实验表明,该算法有良好的去混响效果.     

一种基于维纳滤波去除语音通信中混响的方法

简要叙述了语音通信中去混响的意义.利用常规通话起始语音的习惯特点,提出了预存起始纯净语音信号,并基于维纳滤波原理,通过反卷积运算求出房间冲击响应,再通过反卷积去除语音信号混响的新方法.对语音样本的仿真试验表明,该方法对单字语音的去混响效果良好,在普通计算机上每字的去混响运算耗时为0.3～0.5 s.     

一种采用旁瓣增强的麦克风阵列抗混响算法

在音频/视频会议、人机交互、语音识别等领域,严重的混响干扰导致麦克风阵列语音处理性能急剧下降.针对现有逆滤波等抗混响方法需要获得准确的房间传输响应,而波束形成方法抗混响性能有限的问题,基于广义旁瓣抵消器(generalized sidelobe canceller,GSC)结构提出一种采用旁瓣增强的麦克风阵列抗混响算法(Sidelobeenhanceing reverberation mitigation algorithm for microphone array,SERM).该算法首先进行波束形成,初步获得增强的直达语音信号,并对旁瓣获取的混响分量进行自适应迭代增强,再将旁瓣迭代增强的误差信号作为参考噪声进行自适应噪声抵消,最终输出抗混响语音.实验结果表明,在混响环境下该方法能有效改善麦克风阵列的语音信号质量.     

基于深度学习的混响感知麦克风阵列语音增强

[目的]针对基于深度神经网络频谱估计的麦克风阵列算法存在数据依赖的问题,提出了一种基于深度学习的混响感知麦克风阵列语音增强算法.[方法]首先利用麦克风阵列波束形成输出与原始信号做互相关,以近似房间冲激响应的形式获取当前环境的混响特性作为LSTM网络的输入,网络模型以干净语音为目标进行训练从而输出房间冲激响应泛化向量,最后通过组合近似房间冲激响应与房间冲激响应泛化向量获得后置抗混响滤波器系数,实现语音增强.[结果]仿真和实验结果中,与波束形成、加权预测误差算法和传统深度学习去混响算法相比,所提出的方法在不同混响场景下具有更好的表现.[结论]本文方法在不同混响场景下都具有相对稳定的抗混响能力,具有较好的泛化性能.     

混响声场中语音识别方法研究

免提式话筒语音识别系统是语音识别走向实用的目标之一．实现这一系统，首先要解决房间效应引起的混响问题．通过讨论室内混响声场中语音的特点，提出用鲁棒性特征参数——滤波规整的Mel频率倒谱参数(FNMFCC，即MFCC参数在对数功率谱域进行低通滤波，倒谱域进行均值减，并用标准差加权进行非线性规整，采用这3种措施来消除混响引起的语音参数的变化．识别方法用矢量量化法，用4组无混响数码语音进行训练，对特定人无混响和4种混响声场中共150组数码音的平均识别率达到98．7％．提出的这一新方法在不降低无混响音识别率的情况下，提高了混响声场的语音识别率．该方法不仅识别率高，而且运算量小、所需内存空间小。易于做成小型实用的快速识别系统．     

基于REMOS的远距离语音识别模型补偿方法

封闭环境中远距离语音识别会受到混响效果的影响,从而降低语音识别率。混响建模(reverberation modeling for speech recognition,REMOS)是一种在模型域进行混响补偿的新方法,该方法在已知声源位置的情况下能有效提升远距离语音识别精度。但在实际应用中,往往难以预测声源的位置。利用最大后验概率的原理,基于对房间不同区域进行有区别补偿的思想,在按帧的隐马尔可夫模型 (hidden Markov model,HMM)补偿的基础上,提出一种在封闭环境中新的模型补偿方法。该方法利用K均值聚类K-means算法对房间冲击响应 (room impulse response,RIR)的优化集进行聚类,对所属相同类的混响模型进行合并处理,再把合并后的混响模型载入维特比算法中,对清晰语音的HMM模型进行按帧补偿。最后采用后验概率方法选择最佳补偿,使得模型域的混响补偿能最接近精确补偿。实验证明,该方法能进一步提升远距离语音识别的精度。     

基于子带ICA-R和收缩函数后处理的语音增强方法

针对噪声和混响情况下的语音增强问题,本文给出一种基于子带独立分量分析(ICA-R)算法和收缩函数后处理的语音增强方法.该方法将ICA-R和收缩函数算法相结合,在噪声和混响环境中通过对两路带噪语音信号进行增强处理,以实现增强目标语音信号的目的.首先对两路带噪语音信号进行子带分解;然后在子带内利用ICA-R算法从带噪语音信号中提取出子带目标信号,再经过综合滤波器形成全带目标信号;最后,将该信号经收缩函数后处理,得到增强后的目标语音信号.用实际录制的带噪语音信号对本文方法进行了测试,实验结果表明,该方法具有较强的噪声抑制能力,对语音信号造成的损伤较小.     

一种基于分频谱减的去混响方法

混响是封闭空间内产生的一种声学现象,过度的混响严重影响通信质量。在谱减法去混响的基础上提出分频带谱减去混响的方法,基于每个频段上混响时间不同这一特性,将谱减法用到每个频率子带中,提高谱减法去混响的精度。分别采用语谱图和语音质量感知评价的评价方式对整体谱减和分频谱减的两种算法效果作对比,发现分频谱减效果更为显著。     

基于空间声场扩散信息的混响抑制方法

在远讲语音应用中,房间混响严重影响了语音的质量和主观听觉感受。该文利用双通道混响语音信号,根据语音直达声和混响声所反映出的声场扩散信息,提出一种基于空间声场扩散信息的时频递归平均混响功率谱估计方法,并通过谱增强的方法实现对混响的有效抑制。该文提出的算法在实录房间冲击响应(room impulse response,RIR)上实现了混响环境中语音增强,算法在分段信混比(segmental signal-to-reverberation ratio,SSRR)、对数谱距离(log spec-tral distortion,LSD)以及主观语音质量评估(perceptual e-valuation of speech quality-mean opinion score,PESQ-MOS)方面都表现出性能的提升。     

关于噪声环境中语音信号盲分离的研究

研究了在噪声环境中进行语音信号盲分离的问题。为了解决由于噪声导致解混合系统性能发生严重恶化的问题，在不增加传感器数目的前提下，利用语音源信号的短时平稳特性和噪声信号的长时间平稳特性，给出差分方法可以抵消噪声信号的影响，使得解混合系统的权仍能够收敛。输入真实语音，通过计算机仿真验证了该算法的有效性。     

基于块对角结构的语音信号盲压缩重构

为在复杂环境中提高语音信号的重构精度, 提出基于正交块对角结构的语音信号盲压缩重构算法, 通过最优求解找到一组对应的正交块对角变换基及稀疏矩阵, 利用二者乘积实现语音信号压缩重构。该算法确保盲压缩感知理论具有唯一解, 能从复杂的环境中恢复原始语音信号, 具有更强的自适应性, 在保证听觉效果的同时, 大大降低了观测维度。实验结果表明, 基于正交块对角结构盲压缩感知(OBD-BCS: Orthonormal Block Diagonal Blind Compressed Sensing)算法能高质量恢复语音信号原始结构。     

一种基于粒子滤波的双模态语音提取方法

说话入的唇动信息有助于加强对语音的感知.根据说话人语音的双模态特性,将振动信息引入语音提取问题,提出了一种基于粒子滤波的贝叶斯融合架构的双模态语音提取方法.该方法融合说话人的语音和唇动信息,根据信息论中的最大互信息准则与盲源分离中的高阶统计量准则.将音视频互信息与语音峭度的乘积作为代价函数,利用粒子滤波估计混合矩阵.解决时变瞬时混合情况下的语音提取问题.仿真结果表明.该方法在低信噪比情况下仍然能够实现语音信号的有效提取.     

基于后级滤波处理的频域语音盲信号分离

针对现有盲信号分离算法在真实环境下性能会降低的局限性,提出了一种将频域盲信号分离算法与后级滤波处理相结合的方法.在后级滤波处理阶段用自适应对消算法来去除分离信号中的残留干扰分量,根据语音信号的能量随频点分布起伏较大的特点,后级滤波算法引入了变步长的频域泄漏LMS(leaky LMS)算法.仿真实验表明,作者提出的方法使得分离效果有明显改善,而且比已提出的后级滤波处理方法效果要好.     

基于压缩感知和优化算法的欠定盲源信号分离

针对目前欠定盲源信号分离在源信号不充分稀疏的情况下分离精度较低的问题,提出一种基于压缩感知和优化算法的欠定盲源信号分离方法.首先分析了欠定盲源信号分离和压缩感知问题的等价性,并建立基于压缩感知的欠定盲源信号分离的数学模型;然后以分离信号的稀疏性和互相关性来建立目标函数,并通过使用压缩感知和优化算法来实现欠定盲源信号的分离;最后对语音信号进行了仿真实验.实验结果表明,在源信号不充分稀疏的情况下,利用这种方法得到的分离信号与源信号的平均相似系数为0.990 3,由此可见这种方法是一种有效的、分离精度较高的分离方法.这也为欠定盲源信号分离问题的研究提供了一种新的途径和手段.     

欠通道混叠语音盲分离算法

以超完备基的独立分量分析(Overcomplete ICA)为信道模型,采用自然梯度和最短路径的算法和提出的基于小波变换的Overcomplete ICA算法进行欠通道混叠语音盲分离,两者进行了比较.结果表明,该算法能够成功地分离混叠语音数据.     

基于FastICA的语音盲源分离方法

独立分量分析（ICA）在处理盲信号分离中被广泛使用,但其收敛速度较慢.为此文章重点介绍了一种更为有效的盲源分离方法——快速独立分量分析(FastICA).文章在介绍了FastICA的基本理论和方法之后,将其应用到语音分离中.在采集了三个实际的声音信号后,将三个原始信号进行混叠,在matlab仿真环境下用FastICA方法对混叠信号进行分离,将分离结果与原始信号波形进行比对,结果说明该算法具有良好的分离效果.     

基于时延估计波束形成预处理的实时语音盲信号分离研究

针对现有盲信号分离算法,在真实环境下性能会降低及计算量大而难以实时处理的局限性,提出一种将基于时延估计的波束形成与一种简单的去相关盲分离算法相结合的分离方法.在波束形成中,首先用互功率谱相位法对信号源到达传感器阵列的相对时延进行估计,然后进行延时对消,在此基础上再进行盲信号分离,并将该去相关盲分离算法推广到频域进一步降低计算复杂度.仿真实验表明,该方法简单可行并使得分离效果显著改善.     

语音增强新方法的研究

对带噪语音信号进行增强处理,是语音信号处理中一个重要的研究课题.从算法提出的背景和算法性能分析两个方面对以下4种语音增强新方法进行了概括总结,即自适应滤波算法、分数阶谱相减法、小波域阈值法和语噪盲源分离算法.与传统的语音增强方法相比,实验数据表明这些新方法具有更好的降噪性能.     

基于皮尔逊系统的语音信号盲源分离

当利用传统自然梯度算法对所有语音信号都使用同一个激活函数进行分离时,对语音信号的盲源分离效果都不尽理想.针对这一问题,采用基于皮尔逊系统的分段激活函数对传统自然梯度算法进行改进.通过引入皮尔逊系统,将皮尔逊函数与传统激活函数相结合,再利用信号的矩估计方法,分段选择合适的激活函数代入分离矩阵,有效克服了传统语音分离算法的缺点和不足.仿真结果表明,在对实际的语音信号进行分离时,改进算法的性能明显优于传统自然梯度算法,并且在保持了良好收敛速度的同时大大减少了均方误差.     

改进的语音频域盲分离算法

针对语音信号频域盲分离的排序问题,研究了幅值函数和频点间距对信号相关性的影响,提出了利用短时平均幅度函数和加入频点系数的方法对算法进行改进。改进算法考虑了幅值函数的稳定性和远距离频点的不可靠性,最终实现全部频点的排序。仿真实验对两种不同情况下混合的语音信号进行分离,结果表明改进算法的有效性。