目 錄





一、緒論……………………………………………………………1



二、設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………………………………………

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三、設(shè)計(jì)方案、算法原理說明……………………………………………10



四、程序設(shè)計(jì)、調(diào)試與結(jié)果分析…………………………………………15



五、設(shè)計(jì)?安裝?與調(diào)試的體會(huì)…………………………………………25



六、參考文獻(xiàn)………………………………………………………………26



七、附錄源程序……………………………………………………………16



一、緒論 隨著語音技術(shù)研究的深入和實(shí)際應(yīng)用的增多?各種語音處理系統(tǒng)都面臨著進(jìn)一步提

高性能的問題。語音增強(qiáng)是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。從20世紀(jì)60年代開始?對(duì)語音增強(qiáng)

的研究就一直沒有停止。20世紀(jì)70年代由于數(shù)字信號(hào)處理理論的成熟?加速了語音增 語音噪聲濾波

2 強(qiáng)技術(shù)的研究?使該技術(shù)走向成熟。20世紀(jì)80年代以后?超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)

展為語音增強(qiáng)的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)提供了可能。

語音增強(qiáng)即語音噪聲處理的目的是從帶有噪聲的語音信號(hào)中提取純凈的原始語音。但由于噪

聲信號(hào)都是隨機(jī)產(chǎn)生的?完全消除噪聲幾乎不可能?因此實(shí)際語音增強(qiáng)的目的主要有?改進(jìn)語

音質(zhì)量?消除背景噪聲?使聽者樂于接受?不感到疲倦?同時(shí)提高語音信號(hào)的可懂度?

方便聽者理解。

語音增強(qiáng)不但與語音處理理論有關(guān)?而且涉及到人的聽覺和語音學(xué)。再者?噪聲的

來源眾多?應(yīng)用場(chǎng)合不同?它們的特性也各不相同。因此在不同的噪聲場(chǎng)合中應(yīng)采用不

同的語音增強(qiáng)方法。

語音噪聲處理的應(yīng)用背景

語音噪聲處理技術(shù)是指當(dāng)語音信號(hào)被各種各樣的噪聲(包括語音)干擾、甚至淹沒后?從

噪聲背景中提取、增強(qiáng)有用的語音信號(hào)?抑制、降低噪聲干擾的技術(shù)。語音增強(qiáng)技術(shù)無

論在日常生活中?還是在其它的領(lǐng)域?或者對(duì)語音信號(hào)處理技術(shù)本身來說都很有應(yīng)用價(jià)

值。

在日常生活中?我們經(jīng)常會(huì)遇到在噪聲干擾下進(jìn)行語音通信的問題。如?使用設(shè)置

在嘈雜的馬路旁或市場(chǎng)內(nèi)的公用電話?或在奔馳的汽車、火車?yán)锸褂靡苿?dòng)電話時(shí)?旁人

的喧鬧聲、汽車和火車的轟鳴聲等背景噪聲都會(huì)干擾語音通訊的質(zhì)量。對(duì)受話人來說?

收聽夾雜著各種干擾噪聲的語音?至少會(huì)引起聽覺疲勞?嚴(yán)重一點(diǎn)就會(huì)錯(cuò)誤地識(shí)別或根

本無法聽清對(duì)方的語音。

對(duì)電話來說?干擾主要來自電話信道的回波干擾。還有一種叫無線信道干擾?它來

自信道對(duì)外界干擾屏蔽能力的強(qiáng)弱。比如雷雨天收聽收音機(jī)?會(huì)聽到陣陣噪聲。它是由

于雷電引起信道附近強(qiáng)電流的驟變?導(dǎo)致強(qiáng)大的電磁波串入信道?并傳送到接受端而引

起的噪聲干擾。這些隨機(jī)性的干擾也嚴(yán)重影響了語音的傳輸質(zhì)量。

再有一類需要用到語音增強(qiáng)技術(shù)的方面就是處理舊的錄音磁帶。由于早年錄音技術(shù)

不完善?磁帶質(zhì)量不高?加上長(zhǎng)久存放?使磁帶發(fā)生霉變、機(jī)械損傷、磁粉脫落、磁化

等問題?使得重放語音產(chǎn)生噪聲。對(duì)于那些極具研究或收藏價(jià)值的寶貴錄音資料來說?

語音增強(qiáng)技術(shù)是一個(gè)較好的恢復(fù)手段。

在通信過程中?語音質(zhì)量的好壞顯得格外重要。如語音質(zhì)量很差?接收方難以聽清

對(duì)方的語音信息?輕者可能延誤時(shí)間、貽誤時(shí)機(jī)?重者可能錯(cuò)誤地識(shí)別對(duì)方的語音?因

而錯(cuò)誤地下達(dá)或執(zhí)行命令?導(dǎo)致對(duì)工作造成不可估量的損失。在機(jī)械制造領(lǐng)域?聲音環(huán)

境一般都比較惡劣?除了各種機(jī)械內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲?工作中還不時(shí)地充滿了各種沖擊性

噪聲?使得工作者的語音經(jīng)常被部分或全部淹沒在一片強(qiáng)噪聲中?即使花九牛二虎之力

也常常難以收聽到對(duì)方準(zhǔn)確可靠的語音信息。因此?機(jī)械制造領(lǐng)域也迫切需要語音增強(qiáng)

技術(shù)。

隨著現(xiàn)代科學(xué)的蓬勃發(fā)展?人類社會(huì)愈來愈顯示出信息社會(huì)的特點(diǎn)。通信或信息交

換已成為人類社會(huì)存在的必要條件?正如衣食住行對(duì)人類是必要的一樣。語音作為語言

的聲學(xué)表現(xiàn)?是人類交流信息最自然、最有效、最方便的手段之一。

然而?人們?cè)谡Z音通信過程中不可避免地會(huì)受到來自周圍環(huán)境和傳輸媒介引入的噪

聲、通信設(shè)備內(nèi)部電噪聲、乃至其他講話者的干擾。這些干擾最終將使接收者接收到的

語音不再是純凈的原始語音?而是被噪聲污染過的帶有噪聲的語音信號(hào)。例如?汽車、

街道、機(jī)場(chǎng)中的電話?常受到強(qiáng)背景噪聲的干擾?嚴(yán)重影響通話質(zhì)量。而環(huán)境噪聲的污

染使得許多語音處理系統(tǒng)的性能急劇惡化。例如?語音識(shí)別已取得重大進(jìn)展?正步入使

用階段。但目語音識(shí)別系統(tǒng)大多都是在安靜環(huán)境中工作的?在噪聲環(huán)境中尤其是強(qiáng)噪

聲環(huán)境?語音識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率將受到嚴(yán)重影響。

在上述情況下?必須加入語音增強(qiáng)系統(tǒng)?或者抑制背景噪聲?以提高語音通信質(zhì)量? 語音噪聲濾波

3 或者作為預(yù)處理器?以提高語音處理系統(tǒng)的抗干擾能力?維持系統(tǒng)性能。因此?語音增

強(qiáng)技術(shù)在實(shí)際中有重要價(jià)值。目前?語音增強(qiáng)已在語音處理系統(tǒng)、通信技術(shù)、多媒體技

術(shù)、數(shù)字化家電等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)書? 1、設(shè)計(jì)背景? 語音通信的目的是傳遞聲音信息。位于甲地的通信者發(fā)出的聲音經(jīng)語音傳感器變換成為電信

號(hào)?經(jīng)發(fā)送端設(shè)備變換為適合傳輸?shù)男问?通過傳輸信道傳輸?shù)揭业?。在乙地?jīng)接收端設(shè)備恢

復(fù)出原來的語音信號(hào)?經(jīng)耳機(jī)或者喇叭轉(zhuǎn)換為接收者可以聽到的聲音信號(hào)。這就是最基本的語

音通信系統(tǒng)?但是由于周圍環(huán)境的原因?我們采集到語音信號(hào)經(jīng)常含有不同程度的噪聲。

典型語音通信系統(tǒng)中的噪聲來自三個(gè)方面?①信號(hào)處理設(shè)備產(chǎn)生的電噪聲及傳輸信道中的

電噪聲?② 信號(hào)發(fā)送端空間環(huán)境中的音頻噪聲信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)變換為電信號(hào)之后?與有用信號(hào)其

同傳遞到接收端?③信號(hào)接收端空間環(huán)境中..