一种基于功率因数补偿的谱相减算法改进.pdfVIP

第32卷第1期 河南科技大学学报：自然科学版 V01．32No．1 2011年2月 ofHenan ofScienceand Science Feb． 201l Journal University Technology：Natural 文章编号：1672—6871(2011)Ol一0029—04 一种基于功率因数补偿的谱相减算法改进 沈晓东’，李弼程2 (1．清华大学电子工程系，北京100084；2．解放军信息T程大学信息工程学院，河南郑州450002) 摘要：对带噪语音进行传统谱减增强后，会引入“音乐噪声”，并造成语售可懂度急剧下降。针对这一缺点，本 文提出J，一种采用功率因数补偿的过减形式的谱相减算法，以提高语音可懂度。采用MATLAB对算法进行 了仿真，仿真结果表明：该算法有效的抑制了背景噪声、减少了“音乐噪声”，比传统谱相减算法有较大优越 性。 关键词：谱减；功率因数补偿；语音增强；音乐噪声 中图分类号：TP391 文献标识码：A O 前言 人们在语音通信过程中，会受到方方面面的噪声干扰。这些干扰最终将使接收者接收到的语音不 再是纯净的原始语音，而是被噪声污染过的带噪语音。在目前的语音去噪方法中，谱减法去噪是较为常 见的一种方法…。该算法传统形式的不足之处足处理后会产生具有一些节奏性起伏的“音乐噪声”。 目前，各种语音去噪方法仍无法极为有效去除该噪声，所以，语音界依然把如何尽可能的去除“音乐噪 声”作为语音增强领域研究的一大重点¨以1。 为了尽町能的降低“音乐噪声”，本文采用基于功率因数补偿的谱相减算法对背景噪声信号进行估 计，得到增强语音信号。 1 传统的谱减法简要介绍 传统的谱减法直接从有噪信号中减去噪声谱得到“纯净”的语音谱1。假设s。(n)、d。(rl,)和 与语音s。(n)不相关的加性噪声¨。4]。于是得到信号的加性模型 Yw(n)=s。(n)+d。(n)。 (1) 平方处理后得到： (2) 2+S。(∞)D：(∞)+s：(cc，)D。((【J)， y。(∞)I2=}Js。(n，)I2+ID。(∞)I 2分别代表语音信号 式中，s：(m)和D：(09)分别为s。(∞)及D。(∞)的复共轭；IS。(09)l2及ID。(∞)l 和噪声的短时能镀谱。基于短时谱幅度估计语音增强技术的目的就是设法得到IS。(09)l的估计 S。(09)l，并由此得到IJs。(n)I的估计I§。(n)l即增强后的语音H-6]。 由含噪语音信号经加窗及傅里叶变换等运算可商接得到lYw(∞)l2，但ID。(tO)|2无法精确得到， 因而以平均能量EL 2J近似代替№1。由于s(凡)与d(凡)独立，所以S。(∞)与D。(∞)独克，因此， D。(∞)I 2由下式获得， ELS。(∞)D：(m)j及ELs：(09)D。(∞)J均为o。这样，IS。(∞)I2的估计lS。(甜)I s。(∞)I D。(∞)『2]。 (3) 2=I匕(tO)}2一E[I 由于人耳对语音的感知足通过语音信号中各频谱分量的幅度获取的，对各分量的相位则不敏感，因 基金项目：国家自然科学基金项目 作者简介：沈晓东(1981一)，男，山东淄博人，硕士乍；李弼程(1970一)，男，河南郑州人，教授，博