小波變換在語音信號處理中的應(yīng)用

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1、專業(yè)資料小波變換在語音信號處理中的應(yīng)用XXX(江蘇科技大學(xué)　江蘇鎮(zhèn)江212003)摘要：利用小波的多分辨分析，以及其良好的空間域和頻率域局部化特點(diǎn)，針對語音信號特征，選取適當(dāng)?shù)男〔ㄋ惴ㄟM(jìn)行去噪和增強(qiáng)語音，壓縮編碼，提取語音信號特征等處理。通過MATLAB仿真分析，得到增強(qiáng)后的信號圖和壓縮后的壓縮比參數(shù)、能量保留參數(shù)、零系數(shù)比例，提取語音信號的特征。結(jié)果表明，基于小波變換的與語音信號處理表現(xiàn)出良好的特性。關(guān)鍵詞：語音信號處理;小波變換;去噪;增強(qiáng);壓縮編碼;特征提取中圖分類號:TB115　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AWaveletTransformationApplicationinS

2、peedSignalProcessingXXX(JiangsuUniversityofscienceandtechnology,Zhenjiang212003,Jiangsu,China)Abstract:Bythetime-frequencyanalyticfeatureofwavelettransformation,theappropriatewaveletfunctionsareselectedtostrengthen,tocode,tocompressandtoextractsignalfeaturesofspeechaccordingtothecharacter

3、isticsofthespeechsignals.SimulatedbyMATLAB,thestrengthenedsignals,thecompressionratioparameter,theenergyreservationparameter,thezerocoefficientparameterandthespeechsignalfeatureswereobtained.Theresultsshowthatthespeechsignalprocessingbasedonwavelettransformationexhibitsgoodcharacteristics

4、.Keywords:SpeechSignalProcessing;WaveletTransformation;Strengthening;De-noising;Featureextraction;Condensationencodeword完美格式專業(yè)資料1引言小波分析是近十幾年發(fā)展起來的一種新的時頻分析方法，它是泛函數(shù)、Fourier分析、調(diào)和分析、數(shù)字分析的最完美的結(jié)晶；在應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在信號處理、圖像處理、語音處理以及眾多的非線性可續(xù)領(lǐng)域，它被認(rèn)為是繼Fourier分析之后的又一有效的時頻分析方法。小波變換是傳統(tǒng)傅里葉變換的集成和發(fā)展。由于小波的多分辨分析具有良好

5、的空間域和頻率域局部化特性，針對聚焦到分析對象的任意細(xì)節(jié)，因此，特別適合于信號非平穩(wěn)信源的處理，并已成為一種信息處理的新手段。目前，小波分析已成功應(yīng)用于語音信號處理。2小波理論2.1連續(xù)小波變換word完美格式專業(yè)資料設(shè)為一平方可積函數(shù)，即，若其傅里葉變換滿足條件：則稱為一基本小波或小波母函數(shù)，稱上式為小波函數(shù)的容許條件。將任意空間中的函數(shù)在小波基下展開，函數(shù)連續(xù)小波變換（continuewavelettransform，簡稱CWT）表達(dá)式為：(1)其重構(gòu)公式（逆變換）為：(2)2.2離散小波變換為了減小小波變換系數(shù)冗余度，將小波基函數(shù)的限定在一些離散點(diǎn)上的取值。在離散小

6、波變換中，待分析信號和分析小波中的時間變換t并沒有被離散化，只是離散柵格下的小波變換。2.2．1尺度離散化對尺度進(jìn)行冪數(shù)級離散化即取，此時對應(yīng)的小波函數(shù)是：j=0,1,2,···（3）2.2．2位移離散化對進(jìn)行均勻離散取值，以覆蓋整個時間軸。在尺度下由于的寬度是的倍，采樣間隔可以擴(kuò)大，但信息也不會丟失。這樣，就改為(4)記為。離散小波變換定義為：j=0,1,2,···，(5)其重構(gòu)公式為：(6)word完美格式專業(yè)資料其中，c是一個與信號無關(guān)的常數(shù)。2.3多分辨分析定義函數(shù)：(7)則函數(shù)系為規(guī)范正交。三層多分辨率分析樹結(jié)構(gòu)如圖1所示。設(shè)代表圖中的低頻部分；代表分解中的高頻

7、部分，則是和中的正交補(bǔ)，即：(8)則多分辨率的子空間可以用有限子空間來逼近。即有(8)圖1三層多分辨率分析樹結(jié)構(gòu)圖分解的最總目的是構(gòu)造一個在頻率上高度逼近空間的正交小波基，頻率分辨率不同正交小波基相當(dāng)于帶寬各異的帶通濾波器。從圖1可以看出，多分辨率只對低頻弓箭進(jìn)行進(jìn)一步分解。頻率分辨率變得越來越高。2小波變換在語音增強(qiáng)中的應(yīng)用在語音的產(chǎn)生、處理和傳輸過程中，不可避免地會受到環(huán)境噪聲的干擾，使得語音信號處理系統(tǒng)，如語音編碼和語音識別系統(tǒng)的性能大大降低。為了改善語音質(zhì)量，提高語音的可信度，人們根據(jù)語音和噪聲的特點(diǎn)，采取各種語音增強(qiáng)