基于語(yǔ)音信號(hào)濾波研究的開(kāi)題報(bào)告

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1、武漢大學(xué)東湖分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目：基于MATLAB的語(yǔ)言信號(hào)濾波研究系別：工學(xué)院專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：二〇一二年三月一日3研究背景意義和前景；人們?cè)谡Z(yǔ)音通信的過(guò)程中將會(huì)不可避免的會(huì)受到來(lái)自周圍環(huán)境的干擾，例如傳輸媒介引入的噪聲，通信設(shè)備內(nèi)部的電噪聲，乃至其它講話的語(yǔ)音等。由于這些干擾噪聲的存在，接受者接收到的語(yǔ)音將已不是原始的純凈語(yǔ)音信號(hào)，而是受噪聲煩擾污染的帶噪語(yǔ)音信號(hào)。例如，安裝在汽車、飛機(jī)或艦船上的電話，街道、機(jī)場(chǎng)上的公用電話，戰(zhàn)場(chǎng)上的電臺(tái)，常常受到很強(qiáng)的背景噪聲的干擾，嚴(yán)重影響了通話質(zhì)量；又如室內(nèi)會(huì)議電話的交混

2、回響隨同語(yǔ)音廣播到每個(gè)會(huì)議的地點(diǎn)，影響收聽(tīng)效果；再如，深海潛水員在給氧氣面罩內(nèi)講話引起的失真，語(yǔ)言障礙的殘疾人的語(yǔ)音失真，有歷史價(jià)值的舊唱片，舊錄音帶的噪聲和失真等，都是語(yǔ)音信號(hào)受到噪聲干擾的例子。環(huán)境噪聲的污染使得許多語(yǔ)音處理系統(tǒng)的性能急劇惡化。目前的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)雖然已達(dá)到較高的識(shí)別率，但其前提是在理想的環(huán)境或?qū)嶒?yàn)室環(huán)境中，在有噪聲的環(huán)境中，這些語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率會(huì)普遍地大幅度下降。例如，一個(gè)典型的孤立詞識(shí)別系統(tǒng)，用純凈語(yǔ)音訓(xùn)練后其識(shí)別率可以到100%，但在以90公里/小時(shí)的速度行駛的小車上其識(shí)別率將會(huì)降到30%，這主要是受到車內(nèi)噪聲的影響；一個(gè)用純凈語(yǔ)音訓(xùn)

3、練的錯(cuò)誤率不到1%的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，在自助餐廳中的識(shí)別錯(cuò)誤率將會(huì)高于50%，這同樣是由于各種噪聲的影響。正是由于各種各樣的語(yǔ)音處理系統(tǒng)在噪聲的干擾下其性能得不到保障，才導(dǎo)致了它們的商業(yè)化腳步很緩慢。因此，如何盡可能的從帶噪聲語(yǔ)音中去除噪聲就成了目前信號(hào)處理領(lǐng)域中的一個(gè)熱門話題。1、語(yǔ)音去噪概述幾十年來(lái)，人們提出了各種語(yǔ)音增強(qiáng)算法，如：1978年，Lim和Oppenheim提出了語(yǔ)音增強(qiáng)的維納濾波法；1979年，Boll針對(duì)加性白噪聲提出了譜減法；1980年，Maulay和Malpass提出了軟判決噪聲抑制法；1984年，Ephraim和Malah提出基于最小均方差

4、短時(shí)譜幅度估計(jì)的語(yǔ)音增強(qiáng)算法；近年來(lái)，基于小波分解的去噪方法也取得了一定的成果并成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。語(yǔ)音增強(qiáng)已經(jīng)發(fā)展成為語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，為了對(duì)這些有效地語(yǔ)音增強(qiáng)算法有一個(gè)總體認(rèn)識(shí)，主要介紹下自相關(guān)相減法、基于語(yǔ)音生成模型的增強(qiáng)算法、自適應(yīng)噪聲濾波法。3、研究方法以及大體方向通過(guò)去學(xué)校圖書(shū)館查閱基于MATLAB用語(yǔ)音信號(hào)去噪相關(guān)資料，綜合考慮設(shè)計(jì)難度、設(shè)計(jì)周期，硬件成本與性能比，找出既能能滿足設(shè)計(jì)要求又能降低成本的總方案。通過(guò)使3用Matlab軟件，輸入相關(guān)的程序，驗(yàn)證系統(tǒng)是否能實(shí)時(shí)顯示和對(duì)輸入的響應(yīng)，以及各個(gè)功能模塊是否無(wú)誤，最后綜合調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)的

5、正確性，并做好相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)得出結(jié)果。基于MATLAB進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)去噪的主要步驟（1）使用聲卡設(shè)備采集原始語(yǔ)音信號(hào)，然后進(jìn)行人工合成噪聲信號(hào)（2）對(duì)合成的噪聲信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的各種低高通濾波器的處理。（3）基于以上結(jié)果，對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種去噪處理。（4）比較不同方法的濾波結(jié)果，給出計(jì)算結(jié)果的均方根誤差(RMSE)，進(jìn)行分析得出結(jié)論。（5）實(shí)現(xiàn)MATLAB可視化界面編程。4、研究的主要階段、進(jìn)度及完成時(shí)間。1．查閱資料（1周）2．學(xué)習(xí)研究matlab語(yǔ)音信號(hào)處理工具箱，包括小波變換的基本原理、小波去噪的基本原理（2~5周），組織并編寫(xiě)并此部分的論文文檔。3．學(xué)習(xí)并熟練

6、掌握MATLAB的編程方法及技巧、學(xué)習(xí)并熟練掌握MATLAB的可視化界面編程方法，組織并編寫(xiě)并此部分的論文文檔。（6-8周）4．學(xué)習(xí)并熟練掌握基于MATLAB的小波去噪函數(shù)集，組織并編寫(xiě)并此部分的論文文檔。（9周）5.編寫(xiě)基于MATLAB的各種方法的去噪代碼，并利用采集信號(hào)，進(jìn)行去噪的分析處理（9-10周），最后實(shí)現(xiàn)可視化編程。組織并編寫(xiě)并此部分的論文文檔。6.最后整理畢業(yè)論文，并準(zhǔn)備答辯（11周）5、主要文獻(xiàn)與資料[1]張雪英數(shù)字語(yǔ)音處理及MATLAB仿真電子工業(yè)出版社[2]張德豐matlab小波分析機(jī)械工業(yè)出版社.[3]周偉基于matlab的小波分析應(yīng)用西安

7、電子科技大學(xué)出版社　　[4]張德豐MATLAB語(yǔ)言高級(jí)編程機(jī)械工業(yè)出版社.[5]施曉紅周佳精通Gul圖形界面編程北京大學(xué)出版社3