[发明专利]一种广义最大后验的谱幅度估计的增益函数语音增强方法

说明书

本发明公开了一种广义最大后验的谱幅度估计的增益函数语音增强方法，该方法通过建立含噪语音模型，短时傅里叶变换；获得含噪语音的功率谱；以及最小功率谱；计算无偏修正因子，到的结果没有说；获得噪声功率谱估计值；通过后验信噪比获得先验信噪比；计算增益函数值；得出纯净语音的估计值；动态根据含噪语音的先验信噪比计算出最佳的增益函数功能，对含噪语音采用最小跟踪估计噪声功率谱，然后动态的根据含噪语音的先验信噪比计算出最佳的增益函数，信噪比高时，广义最大后验的谱幅度估计的增益函数采用较小值防止语音失真；信噪比低时，广义最大后验的谱幅度估计的增益函数使用较大值避免抑制噪声能力不足。

技术领域

本发明涉及语音信号处理领域，一种广义最大后验的谱幅度估计的增益函数语音增强方法。

背景技术

在非平稳和多种噪声并存的实际环境中，噪声的干扰往往会严重影响目标语音的获取，致使获取的语音信号不是纯净的语音信号，为了抑制噪声的影响提高语音可懂度，噪声消除技术在现代语音通信系统中是至关重要的一个功能，单通道语音增强算法以其简单的模型和廉价的成本已取得广泛的应用和成熟的发展。

从含噪语音中获取纯净语音频域的幅度谱方法，是利用频域中幅度谱的增益函数抑制含噪语音信号中的噪声成分，如何设计增益函数是提高语音质量的重要环节之一，在大多数研究中，增益函数是根据噪声和语音分布的一些假设，例如最小均方误差、维纳滤波和最大后验准则来优化的。然而，有研究表明，尽管最大后验估计量在信噪比较低时有效地降低了噪声成分，但当信噪比较高时，会带来较大的语音失真。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明一种广义最大后验的谱幅度估计的增益函数的语音增强方法，该方法动态根据含噪语音的先验信噪比计算出最佳的增益函数功能，对含噪语音采用最小跟踪估计噪声功率谱，然后动态的根据含噪语音的先验信噪比计算出最佳的增益函数，

信噪比高时，广义最大后验的谱幅度估计的增益函数采用较小值防止语音失真；

信噪比低时，广义最大后验的谱幅度估计的增益函数使用较大值避免抑制噪声能力不足。

实现本发明目的的技术方案是：

一种广义最大后验的谱幅度估计的增益函数的语音增强方法，包括如下步骤：

1)建立含噪语音模型；

2)对步骤1)中建立的含噪语音模型进行短时傅里叶变换；

3)利用步骤2)的含噪语音的频域获得含噪语音的功率谱；

4)利用步骤3)的含噪语音的功率谱得到含噪语音的最小功率谱；

5)利用步骤3)的含噪语音的功率谱计算无偏修正因子；

6)利用步骤4)的最小功率谱与步骤5)的结果获得噪声功率谱估计值；

7)利用步骤6)的噪声功率谱估计值及步骤3)的含噪语音的功率谱获得后验信噪比，通过后验信噪比获得先验信噪比。

8)通过最大后验的谱估计推导增益函数，利用步骤7)获得的先验信噪比计算增益函数值；

9)利用步骤8)得到的增益函数和步骤7)得到的先验信噪比以及步骤2)含噪语音的频域得出纯净语音的估计值；

通过上述步骤就能得到基于广义最大后验的谱幅度估计的增益函数的增强语音。

步骤1)中，麦克风接受到的含噪语音信号表示为：

y(n)＝s(n)+v(n) (1)

y(n)表示含噪语音；s(n)表示纯净语音；v(n)表示噪声。

步骤2)中：由步骤1)对麦克风接收到的含噪语音进行短时傅里叶变换，获得含噪语音的频域：