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基于小波变换的语音增强方法研究与实现

作　者: 李艳雄
导　师: 汪鲁才
学　校: 湖南师范大学
专　业: 电路与系统
关键词: 语音增强小波变换定点DSP
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 307次
引　用: 2次
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内容摘要

语音增强是在带噪语音信号中提取出语音信息的方法,在语音识别与编码、语音通信等领域中有着广泛的应用。因此,语音增强在语音信号处理中扮演着重要的角色。本文对受加性噪声污染的语音信号增强方法做了较深入的研究,主要工作和创新如下: (1)讨论了谐波增强法、基于语音生成模型的语音增强法、谱相减法、维纳滤波法等语音增强方法的基本原理,并比较了这些方法的优缺点。 (2)分析了语音信号和噪声的小波分解系数的不同特性,论述了小波变换的基本理论、小波去噪的原理和方法。比较了不同的阈值估计方法和阈值量化方法在滤除噪声时的特性,通过实验验证了小波去噪的有效性。主要研究了基于阈值的小波域语音增强方法,给出了一种改进的小波包分解的语音增强算法。仿真结果表明:该方法能有效地增强受加性白噪声和加性飞机噪声污染的语音信号,即信噪比得到了提高,语音的听觉舒适度得到了改善。 (3)设计了一个基于TMS320VC5416定点DSP的语音增强模块,该模块实现了基于阈值的小波域语音增强算法。详细论述了模块的硬件电路设计过程和算法的设计思路。在噪声环境中采集了带噪语音信号进行增强处理。实验结果表明:该模块能够满足语音增强的要求,验证了算法的有效性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题的选题背景和理论依据  9-10
  1.2 语音增强的目的和应用  10-11
  1.3 语音增强研究的状况  11-12
  1.4 论文的内容安排  12-14
第二章语音增强处理基础  14-26
  2.1 语音和噪声特性  14-17
    2.1.1 语音特性  14-16
    2.1.2 噪声特性  16-17
  2.2 几种传统的语音增强算法  17-24
    2.2.1 谐波增强法  17-18
    2.2.2 基于语音生成模型的增强方法  18-19
    2.2.3 谱减法  19-22
    2.2.4 维纳滤波法  22-24
  2.3 信噪比度量  24-25
  2.4 小结  25-26
第三章基于小波变换的语音增强方法  26-49
  3.1 小波分析基础  27-31
    3.1.1 小波变换及其算法  27-29
    3.1.2 小波包的定义及其算法  29-31
  3.2 小波去噪的基本原理  31-39
    3.2.1 Lipschitz指数及小波变换模极大值  31-33
    3.2.2 阈值的选取方法及量化方法  33-35
    3.2.3 实验结果与分析  35-39
  3.3 基于结点阈值的小波包分解语音增强算法  39-48
    3.3.1 信号的小波包分解  39-40
    3.3.2 算法的基本原理  40-44
    3.3.3 实验结果与分析  44-48
  3.4 小结  48-49
第四章基于定点DSP的语音增强模块设计  49-63
  4.1 DSP概述与DSP的选择  49-51
  4.2 模块的电路部分设计  51-54
    4.2.1 语音处理电路的设计  51-54
    4.2.2 逻辑控制及电源电路的设计  54
  4.3 模块的程序部分设计  54-60
    4.3.1 语音采集、回放程序的设计  56
    4.3.2 语音增强算法的设计  56-60
  4.4 语音增强处理结果与分析  60-62
  4.5 小结  62-63
结论  63-65
参考文献  65-68
附录A 模块电路图  68-69
附录B 模块实物图  69-70
附录C 攻读硕士学位期间发表的学术论文(第一作者)目录  70-71
致谢  71-72
湖南师范大学学位论文原创性声明  72

基于小波变换的语音增强方法研究与实现

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