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多媒体语言学习系统中的关键技术研究

作　者: 周婷婷
导　师: 张玘
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 语音增强 动态降噪(DNR) 小波域维纳滤波(WWF) 帧重组 SH窗信噪比(SNR) I-Satio测度 语音补偿
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


为尽量降低语音信号中的实验室背景噪声,本文对语音增强技术做了较为深入的研究。主要研究内容包括: 1、分析原动态降噪(DNR)模型并提出改进方案。基于声学和语音学相关结论,融合小波分析理论和维纳滤波思想提出小波域维纳滤波(WWF)增强算法。 2、采用进行预加重处理、设计有效的帧重组方案、自定义SH窗、选用coif小波作为分析用小波基、采用加阈值小波变换法去除清音帧,和基于伪倒谱相减法求解维纳滤波增益系数等方法,分别对模型中高频提升、帧重叠与重组、窗函数设计、小波基选取、清浊音判别及维纳滤波增益系数获取等实现细节进行研究和改进。 3、用Matlab语言建立语音增强模型。基于信噪比和I-Satio谱失真测度两个评测标准从单帧信号及完整信号两个角度对模型进行了评测,并简要分析了评测结果。 4、提出四种有效可行的模型改进方案。以补偿增强后信号的能量损失和频谱失真为目的,浅谈了几种语音补偿可实现的算法及设想。 针对原系统语音增强部分的设计要求,本文融合小波分析和维纳滤波原理建立了一种基于小波域的维纳滤波增强模型,评测结果说明了该模型的有效性。另外,本文所提的改进方案及语音补偿构想,为进一步完善系统功能奠定了基础。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章 绪言  9-14
  1．1 课题概述  9-11
    1．1．1 课题来源  9
    1．1．2 课题产生的背景及意义  9-11
  1．2 语音增强技术的国内外研究现状  11-12
    1．2．1 语音增强技术的研究意义和目的  11
    1．2．2 语音增强技术的国内外发展概况  11-12
  1．3 论文研究内容及构成  12-14
第二章 语音、人耳感知、噪声特性及硬件降噪模型  14-30
  2．1 语音信号特性  14-21
    2．1．1 离散时域模型  14-15
    2．1．2 时域分析  15-18
    2．1．3 频域分析  18-19
    2．1．4 语谱图及时频分辨率  19-21
  2．2 人耳感知特性  21-23
    2．2．1 掩蔽效应  21-23
    2．2．2 言语听觉  23
  2．3 噪声特性  23-25
    2．3．1 周期性噪声  24
    2．3．2 冲激噪声  24-25
    2．3．3 宽带噪声  25
    2．3．4 其他噪声  25
  2．4 动态降噪模型  25-29
    2．4．1 硬件实现原理  26-27
    2．4．2 软件算法实现  27-28
    2．4．3 模型改进方案  28-29
  2．5 本章小结  29-30
第三章 基于小波域的维纳滤波增强算法  30-48
  3．1 小波降噪理论  30-37
    3．1．1 小波变换的理论基础  30-33
    3．1．2 小波变换用于降噪理论的特性  33-35
    3．1．3 基于小波的降噪算法  35-37
  3．2 维纳滤波去噪理论  37-39
    3．2．1 维纳滤波理论  37-38
    3．2．2 伪倒谱相减法求解G_(kwn)  38-39
  3．3 小波域维纳滤波算法  39-47
    3．3．1 算法理论分析  39-40
    3．3．2 算法主要步骤  40-41
    3．3．3 算法具体实现  41-46
    3．3．4 算法误差分析  46-47
  3．4 本章小结  47-48
第四章 模型评测结果  48-58
  4．1 实验系统简述  48-51
    4．1．1 语音录取与增强的条件  48-49
    4．1．2 模型界面简介  49-51
  4．2 信噪比评测  51-53
    4．2．1 信噪比定义  51
    4．2．2 单帧信号信噪比评测  51-53
    4．2．3 完整信号信噪比评测  53
  4．3 I—Satio谱失真评测  53-57
    4．3．1 I—Satio失真测度  53-54
    4．3．2 单帧信号I—Satio评测  54-56
    4．3．3 完整信号I—Satio评测  56-57
  4．4 本章小结  57-58
第五章 算法改进和语音补偿  58-64
  5．1 算法改进  58-61
    5．1．1 帧组合方案的改进  58
    5．1．2 基于听觉模型的小波包变换增强算法  58-60
    5．1．3 小波包局部自适应维纳滤波器设计  60-61
    5．1．4 双小波基的小波包局部自适应维纳滤波器  61
  5．2 语音补偿  61-63
    5．2．1 增益补偿  62
    5．2．2 频谱补偿  62-63
  5．3 本章小结  63-64
第六章 结论与展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
附录  70-75
  附录一 关于小波恒定时频窗特性的证明  70-71
  附录二 信号奇异性、正则性基于小波变换的刻画与判断的推导过程  71-73
  附录三 白噪声的小波变换特征  73-74
  附录四 图表索引  74-75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 电声技术和语音信号处理 > 语音信号处理
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