基于聽覺掩蔽的語音增強(qiáng)算法及dsp實(shí)現(xiàn)

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1、基于聽覺掩蔽的語音增強(qiáng)算法及DSP實(shí)現(xiàn)-->基于聽覺掩蔽的語音增強(qiáng)算法及DSP實(shí)現(xiàn)摘要實(shí)際環(huán)境中的語音往往會(huì)受到噪聲干擾，從而使語音通信質(zhì)量有所下降甚至導(dǎo)致整個(gè)語音通信系統(tǒng)不能正常工作。所以對(duì)被噪聲污染的語音信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)處理是十分有必要的。而實(shí)際的語音增強(qiáng)在噪聲抑制與語音失真上是不可能同時(shí)達(dá)到最小的，因此語音增強(qiáng)的目的是盡可能的改善語音質(zhì)量，提高語音的可懂度。本文在對(duì)代寫計(jì)算機(jī)碩士論文語音增強(qiáng)的基本原理研究中基礎(chǔ)上，詳細(xì)的分析了常用的的幾種語音增強(qiáng)算法：自適應(yīng)濾波法、維納濾波法和譜減法及其改進(jìn)形式。分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)及產(chǎn)生原因

2、，并且重點(diǎn)分析了譜減法增強(qiáng)產(chǎn)生音樂噪聲的原因。針對(duì)減少音樂噪聲一這問題，重點(diǎn)分析了人耳的聽覺特性—　　基于聽覺掩蔽的語音增強(qiáng)算法及DSP實(shí)現(xiàn)-->基于聽覺掩蔽的語音增強(qiáng)算法及DSP實(shí)現(xiàn)摘要實(shí)際環(huán)境中的語音往往會(huì)受到噪聲干擾，從而使語音通信質(zhì)量有所下降甚至導(dǎo)致整個(gè)語音通信系統(tǒng)不能正常工作。所以對(duì)被噪聲污染的語音信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)處理是十分有必要的。而實(shí)際的語音增強(qiáng)在噪聲抑制與語音失真上是不可能同時(shí)達(dá)到最小的，因此語音增強(qiáng)的目的是盡可能的改善語音質(zhì)量，提高語音的可懂度。本文在對(duì)代寫計(jì)算機(jī)碩士論文語音增強(qiáng)的基本原理研究中基礎(chǔ)上，詳細(xì)的分析

3、了常用的的幾種語音增強(qiáng)算法：自適應(yīng)濾波法、維納濾波法和譜減法及其改進(jìn)形式。分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)及產(chǎn)生原因，并且重點(diǎn)分析了譜減法增強(qiáng)產(chǎn)生音樂噪聲的原因。針對(duì)減少音樂噪聲一這問題，重點(diǎn)分析了人耳的聽覺特性—　　基于聽覺掩蔽的語音增強(qiáng)算法及DSP實(shí)現(xiàn)-->基于聽覺掩蔽的語音增強(qiáng)算法及DSP實(shí)現(xiàn)摘要實(shí)際環(huán)境中的語音往往會(huì)受到噪聲干擾，從而使語音通信質(zhì)量有所下降甚至導(dǎo)致整個(gè)語音通信系統(tǒng)不能正常工作。所以對(duì)被噪聲污染的語音信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)處理是十分有必要的。而實(shí)際的語音增強(qiáng)在噪聲抑制與語音失真上是不可能同時(shí)達(dá)到最小的，因此語音增強(qiáng)的目的是盡可能

4、的改善語音質(zhì)量，提高語音的可懂度。本文在對(duì)代寫計(jì)算機(jī)碩士論文語音增強(qiáng)的基本原理研究中基礎(chǔ)上，詳細(xì)的分析了常用的的幾種語音增強(qiáng)算法：自適應(yīng)濾波法、維納濾波法和譜減法及其改進(jìn)形式。分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)及產(chǎn)生原因，并且重點(diǎn)分析了譜減法增強(qiáng)產(chǎn)生音樂噪聲的原因。針對(duì)減少音樂噪聲一這問題，重點(diǎn)分析了人耳的聽覺特性—時(shí)頻分析特性及聽覺掩蔽效應(yīng)，并且討論了幾種常用的聽覺掩蔽模型，文中采用了Johnston模型用于聽覺掩蔽閾值的計(jì)算。在研究人耳特性及聽覺掩蔽模型的基礎(chǔ)上，本文深入的研究了基于譜減法的聽覺掩蔽語音增強(qiáng)和基于MMSE的聽覺掩蔽增強(qiáng)的基

5、本原理，對(duì)這兩種算法進(jìn)行了不同背景噪聲環(huán)境下的仿真。提出了改進(jìn)的基于聽覺掩蔽的語音增強(qiáng)算法。該算法采用了一種噪聲實(shí)時(shí)更新的估計(jì)方法，并且在對(duì)語音的粗估時(shí)進(jìn)行了多頻帶分析。最后對(duì)基于MATLA的仿真結(jié)果進(jìn)行了較為全面的性能分析比較。在算法的實(shí)現(xiàn)部分，本文分析了實(shí)驗(yàn)所用硬件平臺(tái)的各部分結(jié)構(gòu)功能，對(duì)改進(jìn)的語音增強(qiáng)算法進(jìn)行了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，并且在CCS開發(fā)環(huán)境下調(diào)試并且通過。最后將程序下載到DSP成功的運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)的語音增強(qiáng)算法能夠?qū)崟r(shí)實(shí)現(xiàn)語音增強(qiáng)的功能。關(guān)鍵詞：語音增強(qiáng)，聽覺掩蔽，音樂噪聲摘要IIABSTRACTIII前言

6、1第一章緒論31.1課題研究的背景及意義31.2國內(nèi)外語音增強(qiáng)研究概況31.3語音增強(qiáng)研究的發(fā)展方向4第二章語音增強(qiáng)的基本原理及方法52.1語音和噪聲特性52.1.1語音特性52.1.2噪聲特性52.2語音信號(hào)預(yù)處理62.2.1帶噪語音信號(hào)模型62.2.2帶噪語音信號(hào)分幀加窗72.2.3窗的選擇72.3語音增強(qiáng)的基本原理及方法72.3.1常用方法的基本原理82.3.2實(shí)驗(yàn)仿真122.4本章小結(jié)15第三章基于聽覺掩蔽效應(yīng)的語音增強(qiáng)163.1人耳的聽覺系統(tǒng)163.1.1人耳的構(gòu)造及各部分功能163.1.2絕對(duì)聽閾173.1.3臨界

7、頻帶183.1.4人耳的聽覺掩蔽特性193.2聽覺掩蔽模型203.2.1Terhardt模型213.2.2Johnston模型213.2.3MPEG模型223.3基于聽覺掩蔽效應(yīng)的語音增強(qiáng)算法233.3.1基于譜減法的聽覺掩蔽增強(qiáng)243.3.2基于MMSE的聽覺掩蔽增強(qiáng)263.3.2掩蔽閾值的計(jì)算283.3.3實(shí)驗(yàn)仿真和結(jié)果分析303.4本章小結(jié)33第四章基于聽覺掩蔽效應(yīng)語音增強(qiáng)的改進(jìn)算法344.1基于聽覺掩蔽效應(yīng)算法的不足344.2算法原理344.2.1噪聲的估計(jì)344.2.2多頻帶分析354.2實(shí)驗(yàn)仿真和結(jié)果分析374.2

8、.1波形圖與信噪比的分析374.2.2增強(qiáng)語音的其它性能分析484.3本章小結(jié)50第五章算法的實(shí)現(xiàn)515.1硬件平臺(tái)介紹515.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)535.3算法的實(shí)現(xiàn)545.3.1CCS集成開發(fā)環(huán)境545.3.2程序加載565.3.3增強(qiáng)算法的處理結(jié)果與分析565.4本章小結(jié)59