目 錄





一、緒論……………………………………………………………1



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

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三、設(shè)計(jì)方案、算法原理說(shuō)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(yǔ)音技術(shù)研究的深入和實(shí)際應(yīng)用的增多?各種語(yǔ)音處理系統(tǒng)都面臨著進(jìn)一步提

高性能的問(wèn)題。語(yǔ)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(kāi)始?對(duì)語(yǔ)音增強(qiáng)

的研究就一直沒(méi)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(yǔ)音增 語(yǔ)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(yǔ)音增強(qiáng)的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)提供了可能。

語(yǔ)音增強(qiáng)即語(yǔ)音噪聲處理的目的是從帶有噪聲的語(yǔ)音信號(hào)中提取純凈的原始語(yǔ)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(yǔ)音增強(qiáng)的目的主要有?改進(jìn)語(yǔ)

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

方便聽(tīng)者理解。

語(yǔ)音增強(qiáng)不但與語(yǔ)音處理理論有關(guān)?而且涉及到人的聽(tīng)覺(jué)和語(yǔ)音學(xué)。再者?噪聲的

來(lái)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(yǔ)音增強(qiáng)方法。

語(yǔ)音噪聲處理的應(yīng)用背景

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

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

論在日常生活中?還是在其它的領(lǐng)域?或者對(duì)語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)本身來(lái)說(shuō)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(yǔ)音通信的問(wèn)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(chē)、火車(chē)?yán)锸褂靡苿?dòng)電話時(shí)?旁人

的喧鬧聲、汽車(chē)和火車(chē)的轟鳴聲等背景噪聲都會(huì)干擾語(yǔ)音通訊的質(zhì)量。對(duì)受話人來(lái)說(shuō)?

收聽(tīng)夾雜著各種干擾噪聲的語(yǔ)音?至少會(huì)引起聽(tīng)覺(jué)疲勞?嚴(yán)重一點(diǎn)就會(huì)錯(cuò)誤地識(shí)別或根

本無(wú)法聽(tīng)清對(duì)方的語(yǔ)音。

對(duì)電話來(lái)說(shuō)?干擾主要來(lái)自電話信道的回波干擾。還有一種叫無(wú)線信道干擾?它來(lái)

自信道對(duì)外界干擾屏蔽能力的強(qiáng)弱。比如雷雨天收聽(tīng)收音機(jī)?會(huì)聽(tīng)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(yǔ)音的傳輸質(zhì)量。

再有一類(lèi)需要用到語(yǔ)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(wèn)題?使得重放語(yǔ)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(lái)說(shuō)?

語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)是一個(gè)較好的恢復(fù)手段。

在通信過(guò)程中?語(yǔ)音質(zhì)量的好壞顯得格外重要。如語(yǔ)音質(zhì)量很差?接收方難以聽(tīng)清

對(duì)方的語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)音經(jīng)常被部分或全部淹沒(méi)在一片強(qiáng)噪聲中?即使花九牛二虎之力

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

技術(shù)。

隨著現(xiàn)代科學(xué)的蓬勃發(fā)展?人類(lèi)社會(huì)愈來(lái)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(lèi)社會(huì)存在的必要條件?正如衣食住行對(duì)人類(lèi)是必要的一樣。語(yǔ)音作為語(yǔ)言

的聲學(xué)表現(xiàn)?是人類(lèi)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(yǔ)音通信過(guò)程中不可避免地會(huì)受到來(lái)自周?chē)h(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(yǔ)音不再是純凈的原始語(yǔ)音?而是被噪聲污染過(guò)的帶有噪聲的語(yǔ)音信號(hào)。例如?汽車(chē)、

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(yǔ)音處理系統(tǒng)的性能急劇惡化。例如?語(yǔ)音識(shí)別已取得重大進(jìn)展?正步入使

用階段。但目語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)音增強(qiáng)系統(tǒng)?或者抑制背景噪聲?以提高語(yǔ)音通信質(zhì)量? 語(yǔ)音噪聲濾波

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

強(qiáng)技術(shù)在實(shí)際中有重要價(jià)值。目前?語(yǔ)音增強(qiáng)已在語(yǔ)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(lái)越廣泛的應(yīng)用。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)? 1、設(shè)計(jì)背景? 語(yǔ)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(yǔ)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(guò)傳輸信道傳輸?shù)揭业亍Ｔ谝业亟?jīng)接收端設(shè)備恢

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

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

典型語(yǔ)音通信系統(tǒng)中的噪聲來(lái)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..