基于先验信噪比估计的维纳滤波语音降噪方法的研究开题报告

 2022-11-03 00:03:30

1. 研究目的与意义

对语音增强技术,特别是维纳滤波语音增强技术做深入讨论。

首先概要掌握经典语音增强方法,推导单通道维纳滤波公式,之后从滤波器组的角度研究维纳滤波变换的基本原理及其算法实现,研究基于先验信噪比估计的维纳滤波语音降噪方法,了解语音处理中语音增强性能的若干标准,并对现有语音增强方法做比较,研究掌握维纳滤波降噪法的详细过程及其改进,并对仿真结果做了简要分析。

2. 课题关键问题和重难点

语音增强的任务是去除环境背景噪声和强干扰,改善语音的听觉质量,从而减轻听者的疲劳度,并增强后续处理过程对于输入噪声的鲁棒性。

语音增强算法要求在抑制噪声干扰、提高信噪比的同时,尽可能地减少目标语音信号的损失。

使用维纳滤波法进行信号处理时,需要被处理的信号是平稳的信号,但在现实情况下,语音以及噪声信号均不满足平稳性条件,但是一般语音信号在时间段内是短时平稳的,因此需要使用分段处理的方法使得待处理的语音信号变成短时平稳信号。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

在语音增强[1]的一个主要目标是从带噪语音信号中提取尽可能纯净的原始语音。

在实际需求推动下, 早在60 年代语音增强技术研究的课题就已引起人们的注意, 此后至今人们一直锲而不舍地进行这一方面的研究。

50 多年来, 人们针对加性宽带噪声研究了各种语音增强算法。

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4. 研究方案

基于先验信噪比估计的维纳滤波语音增强使用维纳滤波法进行信号处理时,需要被处理的信号是平稳的信号,但在现实情况下,语音以及噪声信号均不满足平稳性条件,但是一般语音信号在时间段内是短时平稳的,因此需要使用分段处理的方法使得待处理的语音信号变成短时平稳信号。

基于Priori SNR估计的维纳滤波法在维纳滤波的基础上引入了先验信噪比,之后采用直接判决方法对先验信噪比进行估计,该方法有效的抑制了残留噪声,具体原理如下:对于输入的带噪语音信号,使用分帧处理的方式使其成为短时平稳信号,将一帧带噪语音信号表示为:(1)其中表示帧号,表示离散时间点,表示第帧纯净语音信号,表示第帧加性噪声信号,和都是短时平稳信号,且两者互不相关。

对式(1)进行离散傅里叶变换,可得到:(2)上式中表示频点,、以及分别表示带噪语音、纯净语音以及加性噪声的幅度谱。

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5. 工作计划

第一周:查找文献资料,对维纳滤波语音增强技术有个大体的了解;第二周:对课题中涉及的知识作深入掌握,掌握参数分析方法、维纳滤波的语音增强技术方法等;第三周:制定研究计划,写开题报告;第四周:学习程序语言以及编程方法;第五周:练习编程;第六周:实现参数分析方法软件部分;第七周:实现语音增强方法软件部分;第八周:实现语音增强技术方法软件部分;第九周:实现系统软件联调的主要功能;第十周:实现软件的可视化界面;第十一周:程序修改和完善,结果分析;第十二周:写论文以及准备答辩;第十三周:写论文以及准备答辩;第十四周:验收程序,进行毕业设计答辩;

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