基于计算听觉场景分析的语音增强

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于计算听觉场景分析的语音增强作者姓名马宇婷学位类别工程硕士指导教师吴长奇2016年5月中图分类号：TN912学校代码：10216UDC：621.38密级：公开工程硕士学位论文（应用研究型）基于计算听觉场景分析的语音增强硕士研究生：马宇婷导师：吴长奇副导师：董涛申请学位：工程硕士工程领域：电子与通信工程所属学院：信息科学与工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ClassifiedIndex:TN912Schoolcode:10216U.D.C:621.38

2、SecretLevel:openDissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSPEECHENHANCEMENTBASEDONCOMPUTATIONALAUDITORYSCENEANALYSISbyYutingMaSupervisor:ChangqiWuYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于计算听觉场景分析的语音增强》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注

3、明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于计算听觉场景分析的语音增强》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它

4、复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要语音增强算法可以对噪声进行削弱处理，增加混合声音中目标声音的清晰度，因此语音增强受到学者们的重视。目前可以用很多方法进行语音增强，例如谱减法、子空间算法以及统计模型等方法，而基于听觉场景分析的语音增强算法相较于以往的其他算法，有着重要意义：它不需要考虑清音和浊音的情况，无论对什么样的噪声都可以滤除。本文在原始的基于计算听觉场景分析(Calculat

5、ionAuditorySceneAnalysis,简称CASA)的语音增强算法基础上进行优化，引入wiener滤波器，并且对语音增强质量进行了分析。首先，对以往的基于计算听觉场景分析的语音增强算法进行研究，并对语音增强效果进行了分析，使用原始算法增强的语音尽管从主观听觉上可以听到噪声有一定的减弱，但仍然很刺耳，而且输出信噪比不是很高。其次，为了提高增强后语音的信噪比以及使听到的声音更让人接受，引入了改进的维纳滤波器，通过听觉外围模型与wiener滤波器的相互结合，发现使用该改进算法的确可以提高增强后的语音质量。由于听觉外围模型与维

6、纳滤波器相结合的方法具有一定的局限性，需要已知噪声的频谱，因此又引入了一种通过对噪声谱估计求取wiener滤波器系统函数的算法，该算法用在前述的基于计算听觉场景分析改进算法的末端，对于不同类型的噪声，都能进行一定的滤除。该算法更加简洁，并且具有一定的实用性。最后，将基于CASA的语音增强原始算法、听觉外围模型与wiener滤波器相结合的改进算法以及基于噪声谱估计的CASA语音增强最终改进算法，分别从主观听觉、信噪比、对数谱失真测度以及波形图四个方面进行对比，都表现出改进算法要优于原始方法，从而得出本文改进方法能够更有效的滤除噪声。

7、关键词：语音增强；计算听觉场景分析；维纳滤波器；听觉掩蔽矩阵；噪声谱估计IAbstractAbstractSpeechenhancementalgorithmcanweakenthenoiseandincreasetheclarityofthetargetsoundinthemixedsound,sothespeechenhancementispaidattentiontobyscholars.Atpresent,manymethodscanbeusedforspeechenhancement,suchasspectralsubt

8、raction,subspacealgorithmandstatisticalmodelmethodandsoon,Thespeechenhancementalgorithmbasedonauditorysceneanalysishasimport