融合线性预测与维纳滤波的语音增强技术研究及实现

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1、jishixian中文图书分类号：TN912.3密级：公开UDC：38学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：融合线性预测与维纳滤波的语音增强技术研究及实现论文作者：张东明学科：电子与通信工程指导教师：鲍长春论文提交日期：2016年5月UDC：38学校代码：10005中文图书分类号：TN912.3学号：S201302179密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：融合线性预测与维纳滤波的语音增强技术研究及实现英文题目：SpeechEnhancementintegratingline

2、arpredictionandWienerFilteringtechniqueanditsimplementation论文作者：张东明领域：电子与通信工程研究方向：语音与音频信号处理申请学位：工程硕士专业学位指导教师：鲍长春教授所在单位：电子信息与控制工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书

3、而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：张东明日期：2016年5月关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：张东明导师签名：鲍长春日期：2016年5月本论文的研究工作得到了华为技术有限责任公司合作项目和国家自然科学基金（61471014）的资助。摘要摘要过去的几十年中

4、,人们提出了很多种语音增强算法。其中基于线性预测的码书驱动维纳滤波方法在非平稳噪声环境下相比传统方法有着更好的性能。但是码书驱动方法也存在残留噪声能量较大的问题。因此寻求一种有效地方法去抑制码书驱动方法的残留噪声成为了亟待解决的问题。本文将基于码书驱动的维纳滤波方法与传统的基于噪声估计的维纳滤波方法融合，提出一套较为完整的语音增强方案。本文的研究工作包含如下三部分内容：首先，利用现有的基于线性预测的码书驱动算法，提出了一种融合码书驱动和基于信噪比估计的维纳滤波的语音增强方法。该方法的提出根据这样一个事实：码书驱动方法在高信噪比处能

5、较好的保留语音成分，而基于信噪比估计的维纳滤波在低信噪比区域表现较好。这个融合算法首先分别构造出码书驱动算法和传统的维纳滤波算法的增益函数，然后将这两个增益函数利用一个sigmoid函数进行加权，使新构造出的函数在高信噪比处表现出码书驱动方法的特性，低信噪比处表现出基于信噪比估计的维纳滤波方法的特性。该算法通过充分利用两种方法的优势，回避其劣势，使得融合算法有比两种算法都要好的主客观质量。其次，本文针对融合算法因为噪声估计不准确造成的清音帧谱形状失真和浊音帧内个别语音被淹没的问题，提出了基于语音分类的谐波增强方法。该方法使用语音能

6、量分析和基音估计对含噪语音按帧分类，然后在不同类型的语音信号上使用不同的增强策略。总体上，该算法有着比融合算法更好的主客观质量。最后，本文将所提的融合增强算法应用到G.718编码器前端。测试表明，在噪声环境下，所提方法有着比使用G.718编码器自带语音增强模块更好的语音质量。关键词：语音增强码书驱动维纳滤波谐波增强-I-AbstractAbstractInthepastfewdecades,manymethodshavebeenproposedforsolvingtheproblemofspeechenhancement.Amon

7、gthesemethods,thecodebookdrivenWienerfilteringusinglinearpredictionperformsbetterthantraditionalwaysinnonstationarynoisyenvironment.However,theconsiderableresidualnoiseintheenhancedspeechobtainedbycodebookmethodisaproblem.Therefore,findinganeffectivewaytoreducetheresi

8、dualnoiseinenhancedspeechwithcodebookdrivenmethodbecomesaseriousproblem.Inthispaper,arelativelycompletesetofspeechenhancemen