基于子空间的语音去噪算法.docx

苏州大学本科生毕业设计（论文）目录摘要1Abstract2第1章绪论31.1选题研究背景与意义31.2语音增强的发展历史与现状41.2.1语音增强算法的历史与现状41.2.2子空间算法发展历史和现状51.3本文主要研究内容6第2章语音增强处理的基础82.1语音及噪声特性82.1.1语音特性82.1.2噪声特性82.2人耳听觉特性92.3本章小结10第3章基于子空间语音增强算法113.1子空间基本原理113.2时域约束估计器133.3频域约束估计器153.4实验仿真163.5本章小结19第4章基于不同噪声条件下子空间语音增强算法分析204.1语音增强算法性能评估204.1.1语音质量评估204.1.2语音可懂度评估214.2不同信噪比对子空间语音增强的影响224.3粉色噪声下的子空间语音增强244.4本章小结26第5章总结与展望27参考文献29致谢3132摘要现代理想的语音通信系统在现实环境中并不存在，在实际应用中的通信环境通常都是伴有噪声的。想要减少噪声获得较为纯净的语音，语音去噪变得尤其重要。本文提出的基于子空间的语音去噪算法，是基于线性代数理论和矩阵分析模型，对含噪语音信号的协方差矩阵进行特征值分解，根据特征值个数的分解情况，分别估计出信号子空间和噪声子空间，随后对语音信号矩阵以及噪声协方差矩阵分别作对角变换，将含噪语音信号映射到信号子空间和噪声子空间这两个相互正交的子空间中，然后对两个子空间分别进行处理，在信号子空间中尽可能的估计出原始的语音信号，从而达到去除混有白色噪声或者有色噪声的语音信号中噪声的目的。该算法的优点在于可以尽量避免音乐噪声的引入，并且语音失真程度和噪声残留程度可以控制在一个相对平衡状态。本文是从子空间的算法开始，对基于子空间的去噪原理以及常用的估计器进行了比较和分析，并且针对不同的信噪比下的白色噪声或有色噪声情况下的语音去噪情况进行了仿真对比。关键词：语音去噪，信号子空间，噪声AbstractThemodernidealvoicecommunicationsystemdoesnotexistintherealenvironment,andthecommunicationenvironmentinpracticalapplicationisusuallyaccompaniedbynoise.Inordertoreducenoiseandgetmorepurespeech,speechenhancementbecomesespeciallyimportant.Thespeechenhancementalgorithmbasedonsubspaceisbasedonthelinearalgebratheoryandthematrixanalysismodel.Bydecomposingtheeigenvaluesofthematrixwithnoisyspeechsignals,thesignalsubspaceandnoisesubspaceareestimatedrespectively.Thenthespeechsignalnumbermatrixandthenoisematrixarerespectivelyanalyzed.Indiagonaltransformation,thespeechsignalswithnoiseareprojectedintothetwoorthogonalsubspaceofthesignalsubspaceandthenoisesubspace,thenthetwosubspaceareprocessedrespectively,andtheoriginalspeechsignalsareestimatedaspossibleinthesubspaceofthesignaltoachievetheremovalofmixedwhiteorcolorednoise.Thepurposeofnoiseinspeechsignals.Theadvantageofthealgorithmisthatitcanavoidtheintroductionofmusicnoiseasmuchaspossible,andthedegreeofspeechdistortionandthedegreeofnoiseresiduecanbecontrolledinarelativeequilibriumstate.Thispaperbeginswiththealgorithmofsubspace,comparesandanalyzestheenhancementprinciplebasedonsubspaceandthecommonlyusedestimator,andcomparesth