基于自适应语音增强的算法研究

姓名：尤德军学号：20121003482班级：075124院系：机电学院题目：基于自适应语音信号增强算法研究II一、主要参考书及参考资料[1]SamburM．AdaptivenoisecancellingforspeechsignalS．IEEETransactionsonAcoustics，SpeechandSignalProcessing，1978，26(5)：419—43[2]BWidrow，SDStearns千永德、龙宪惠译，自适应信号处理，成都四川大学出版社，1989.[3]TwParsons，文成义、常国岑、王化周等译，语音处理，北京国防工业出版社，1990．[4]姚天任，数字语音处理，武汉华中科技大学出版社，1992．[5]邹国良，自适应滤波理论及应用[M]，河北大学出版社，1997.[6]胡广传，数字信号处理理论、算法与实现，北京清华大学出版社，1997．[7]葛良、陶智，基于自适应滤波的语音增强算法．江苏：苏州大学学报，2002．[8]何振亚，自适应信号处理[M]，北京科学出版社，2002.目录摘要............................................................................................................................IIIABSTRACT.......................................................................................错误!未定义书签。前言...................................................................................................错误!未定义书签。第一章绪论............................................................................................................IV1.1语音增强的应用背景....................................................................................IV1.2语音增强的研究历史...........................................................错误!未定义书签。1.3本课题的研究内容...............................................................错误!未定义书签。第二章语音增强的基础知识..................................................................................V2.1语音和人耳的感知特性...................................................................................V2.2噪声特性..........................................................................................................VI2.2.1噪声的种类、度量.....................................................................................VI2.2.2噪声的测量和评价...................................................................................VIII2.3语音增强的方法...............................................................................................X2.3.1线性滤波法..................................................................................................X2.3.2梳状滤波法.................................................................................................XI2.3.3自相关法.....................................................................................................XI2.3.4卡尔曼滤波法.............................................................................................XIIII2.3.5自适应噪声抵消法....................................................................................XII第三章自适应滤波器基本概念...........................................................................XII3.1自适应滤波......................................................................................................XII3.2自适应滤波器的组成.....................................................................................XIII3.3基本自适应滤波器的模块结构.....................................................................XIV第四章基于自适应滤波器的语音增强..............................................................XIV4.1基本维纳滤波器............................................................................................XIV4.2最陡下降法..................................................................................................XVII4.3RLS算法......................................................................................................XVII4.4LMS算法....................................................................................................XVIII4.5基于自适应滤波器的噪声抵消法.................................................................XX4.5.1自适应噪声抵消法的原理.........................................................................XX4.5.2自适应噪声抵消法的应用........................................................................XXI第五章MATLAB仿真实现.............................................................错误!未定义书签。5.1MATLAB仿真软件介绍.....................................................错误!未定义书签。5.1.1MATLAB的发展历程及应用........................................错误!未定义书签。5.1.2MATLAB的特点及优势................................................错误!未定义书签。5.2MATLAB仿真结果分析.......................................................错误!未定义书签。5.3小结.........................................................................................错误!未定义书签。摘要人们在语音通信过程中不可避免的会受到来自周围环境和传输媒介引入的噪声、通信设备内部电噪声、乃至其他讲话者的干扰。这些干扰使接收者收到的语音为受噪声污染的带噪语音信号。语音增强的一个主要目的就是从带噪语音信号中提取尽可能纯净的原始语音。目前应用的语音增强方法大体上分为：谐波增强法、基于参数估计的语音再合成法和基于自适应的噪声抵消法。自适应滤波器实际是一种能够自动调节本身参数的特殊维纳滤波器，在设计IV时不需要事先知道关于输入信号和噪声的统计特性，它能够在自己的工作过程中逐渐“了解”或估计出所需要的统计特性，并自动调整自己的参数，以达到最佳滤波效果。而基于自适应滤波器的自适应噪声抵消法对含噪语音的增强效果最好。因为这种方法比其他方法多用了一个参考噪声作为辅助输入，从而获得了比较全面的关于噪声的信息，从而能得到更好的降噪效果。关键词：语音增强，噪声，自适应滤波器，自适应噪声抵消法第一章绪论1.语音增强的应用背景语音增强技术是指当语音信号被各种各样的噪声(包括语音)干扰、甚至淹没后，从噪声背景中提取、增强有用的语音信号，抑制、降低噪声干扰的技术。语音增强技术无论在日常生活中，还是在其它的领域，或者对语音信号处理技术本身来说都很有应用价值。在日常生活中，我们经常会遇到在噪声干扰下进行语音通信的问题。如：使用设置在嘈杂的马路旁或市场内的公用电话，或在奔驰的汽车、火车里使用移动电话时，旁人的喧闹声、汽车和火车的轰鸣声等背景噪声都会干扰语音通讯的质量。对受话人来说，收听夹杂着各种干扰噪声的语音，至少会引起听觉疲劳，严重一点就会错误地识别或根本无法听清对方的语音。对电话来说，干扰主要来自电话信道的回波干扰。再有一类需要用到语音增强技术的方面就是处理旧的录音磁带。由于早年录音技术不完善，磁带质量不高，加上长久存放，使磁带发生霉变、机械损伤、磁粉脱落、磁化等问题，使得重放语音产生噪声。对于那些极具研究或收藏价值的宝贵录音资料来说，语音增强技术是一个较好的恢复手段。在通信过程中，语音质量的好坏显得格外重要。如语音质量很差，接收方难以听清对方的语音信息，轻者可能延误时间、贻误时机，重者可能错误地识别对方的语音，因而错误地下达或执行命令，导致对工作造成不可估量的损失。因此，随着现代科学的蓬勃发展，人类社会愈来愈显示出信息社会的特点。通信或信息交换已成为人类社会存在的必要条件，正如衣食住行对