[发明专利]基于窗函数共振峰增强的语音增强方法

权利要求书

1.一种基于窗函数共振峰增强的语音增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用数字滤波器对语音信号进行了预加重；

对上述预加重后的语音信号采用重叠分帧的方法对该预加重后的语音信号进行分帧 ；  

对上述分帧后的语音信号进行清浊音判决，提取浊音帧信号；    

对上述提取的浊音帧信号，采用线性预测 (LPC)方法,计算出上述浊音帧信号频谱包络；

根据上述计算出的频谱包络，搜索出共振峰，并记录下前三个共振峰的中心频率和幅值；

根据上述记录下的前三个共振峰的中心频率和幅值，确定提升滤波器的强度系数和待增强的中心频率；

根据上述确定的提升滤波器的强度系数和待增强的中心频率，进行共振峰增强；

对上述共振峰增强后的共振峰增强谱做IFFT变换得到一组新的线性预测系数                                               ，用该系数对当前语音帧做滤波处理。

2.根据权利要求1所述的基于窗函数共振峰增强的语音增强方法，其特征在于，所述使用数字滤波器对语音信号进行了预加重采用的数字滤波器如下：

               。

3.根据权利要求1或2所述的基于窗函数共振峰增强的语音增强方法，其特征在于，所述采用重叠分帧的方法对该预加重后的语音信号进行分帧具体为：帧长在10ms~40ms之间，帧移在5ms~20ms之间。

4.根据权利要求3所述的基于窗函数共振峰增强的语音增强方法，其特征在于，所述线性预测 (LPC)方法采用莱文逊-杜宾递推算法，其具体如下：

(1) 计算浊音帧的自相关函数，其中代表阶数；

(2) 令；

(3) 递推从开始；按如下公式进行递推运算：

             

                            

                   

                    

(4) ，若，则算法结束，否则返回第(3)步，重新进行递推；

其中表示反射系数，表示第阶预测器的第个预测系数，为第阶预测器的预测残差能量，经过递推后可得到各阶预测器的解，其最终解为：

。

5.根据权利要求4所述的基于窗函数共振峰增强的语音增强方法，其特征在于，所述确定提升滤波器的强度系数和待增强的中心频率，其具体如下：

若上述前三个共振峰均存在，则提升滤波器的强度系数设定为上述三个共振峰幅值的均值；

若上述前三个共振峰不全存在，则设定为存在的共振峰幅值的均值。

6.根据权利要求5所述的基于窗函数共振峰增强的语音增强方法，其特征在于，所述共振峰增强采用窗函数提升的方法，其具体如下：

在保持语音信号原始谱包络轨迹的基础上对信号共振峰做增强处理，即在多个共振峰的带宽范围内使用提升滤波器对共振峰做相同幅度的提升。

7.根据权利要求6所述的基于窗函数共振峰增强的语音增强方法，其特征在于，

所述窗函数提升方法采用双汉宁窗对每一共振峰的带宽做相同幅度的提升，即在每一共振峰中心频率两边采用不同的汉宁窗提升滤波器。

8.根据权利要求7所述的基于窗函数共振峰增强的语音增强方法，其特征在于，所述汉宁窗函数如下：

   其中cos表示余弦函数，N表示窗长。