基于小字典训练的语音增强算法

文章提出一种基于小字典训练和过完备稀疏表示的语音增强算法。该算法通过构造过完备的小字典并使用带噪语音的幅度谱对其进行训练来实现。训练过程中通过不断地使用K-SVD算法更新字典矩阵和相应的稀疏系数矩阵来实现对纯净语音的提取,达到语音增强的效果。该方法不同于传统增强算法需要对噪声进行估计与抑制,而是通过稀疏表示将纯净语音从带噪语音中分离出来。主客观测试结果表明,本文方法较好地消除了随机噪声,低信噪比情况下增强效果明显优于传统算法,且能够避免产生音乐噪声。     

基于稀疏卷积非负矩阵分解的语音转换方法研究

为了在语音转换过程中充分提取语音的个人特征信息,同时考虑到语音的稀疏性,文章提出了一种基于稀疏卷积非负矩阵分解的语音转换方法。卷积非负矩阵分解得到的时频基可以承载语音信号中的个人特征信息及语音帧之间的相关性,而稀疏卷积非负矩阵分解得到的过完备时频基更能体现语音的细节,可以较好地保存语音中的个人特征信息。利用这一特点,通过稀疏卷积非负矩阵分解从训练数据中提取源说话人和目标说话人相匹配的过完备时频基,然后通过时频基的替换实现语音转换。相对于传统方法,该方法能够更好地保存语音个人特征信息和语音帧间相关性,从而可以进一步提高转换语音的质量和相似度。实验仿真及主、客观评价结果表明,与基于高斯混合模型、卷积非负矩阵分解的语音转换方法相比,该方法具有更好的转换语音质量和转换相似度。     

一种基于线性预测的语音认证算法

针对传统语音认证算法不适用于资源受限的移动通信终端语音通信的实时性要求,提出了一种高效的基于线性预测分析的语音认证算法。该算法基于语音信号的线性预测分析的原理对LPC系数参数进行优化,并对构成的LPC系数矩阵进行后处理、非负矩阵分解和量化,形成感知特征序列。实验结果表明:所提算法对于内容保持操作具有良好的鲁棒性,并且运算效率没有降低,可以满足语音通信实时性的要求。     

一种非均匀噪声下的DOA估计算法

通用协方差差分算法用来实现对空间非均匀噪声环境下相干信号的波达方向(DOA)估计,该算法可以完全消除空间非均匀噪声,且适用于低信噪比环境,但该算法的DOA估计结果存在伪峰。针对这一问题,提出了一种改进的算法。改进算法通过对通用协方差差分(GCD)算法的信号协方差矩阵进行变换,再用特征分解的方法得到信号的DOA估计值。改进的算法可以完全消除伪峰,理论分析和仿真实验验证了改进算法的有效性。     

基于奇异谱分析的盲源分离单通道语音增强算法研究

针对盲源分离算法无法直接对单路含噪语音信号进行分离的问题,提出一种基于奇异谱分析的盲源分离单通道语音增强算法.通过对单路含噪语音信号进行奇异谱分析,将其低频分量作为第二路观测信号,利用改进的最大信噪比盲源分离算法进行处理,从而实现语音信号和噪声的分离.实验结果表明,该算法能够有效抑制噪声,提高信噪比,起到良好的语音增强效果.     

《军事通信技术》2012年优秀论文获奖名单

一等奖(2名):文威,张杭.基于IVA的卷积混合频域盲扰信分离算法研究(3—1);韩振平,钱祖平,刘宗全,倪为民.宽带宽缝隙共形天线的设计及其特性研究(1—1)。二等奖(5名):王可青,陈建忠,牛英滔,朱勇刚.基于压缩感知和Welch的宽带频谱感知新算法(4—1);隋璐瑛,张雄伟,黄建军,董军涛.一种基于非负矩阵分解的语音增强算法(1—18);张亚军,高媛媛,苏世彬,臧国珍,房务将.基于判决反馈差分检测的差分协同分集系统(2—1);刘洪,程剑,刘良凯,周雄林.突发扩频信号码相位精确估计的卡尔曼滤波方法(2—16);张雷,余同彬,赵研卉,田军.廖氏吸收边界条件稳定性的改进(4—6)。     

非平稳噪声背景下DOA分步估计方法研究

针对相干和非相干信源同时存在的情况,结合斜投影理论和互相关矢量Toeplitz矩阵重构(CVTR)的方法,提出一种新的信源DOA分步估计方法。该方法把相干信源和非相干信源分开分辨,对相干信源用CVTR方法来恢复为满秩,避免了常规平滑算法阵列孔径损失大、运算量大的缺点;用斜投影算子而非差分方法对信源进行分离,不受相关矩阵须为Toeplitz结构的限制,使得算法可适用于任意阵列结构形式。这种分步分辨思路可有效增强信源过载能力,同时在互相关矢量Toeplitz矩阵重构过程中,可把非平稳噪声协方差矩阵转换成白噪声结构,使得算法对非平稳噪声有较好的适应能力。     

基于语音频谱包络抽取的MFCC算法

MFCC可以更加准确地表示语音低频处的频谱包络,在语音转换中是一种很好的频谱包络表示方法;提出一种新的有效的求解MFCC的算法,先对频谱通过谐波抽取得到阶梯谱包络,再对阶梯谱包络进行Mel尺度变换,最后通过余弦变换求得MFCC参数。该方法实现简单,运算结果准确。     

一种强噪声背景下语音增强方法的研究与实现

提出了一种基于传统谱相减语音增强算法的改进方法,加强了其滤除噪声的功效,提高了强噪声背景下语音信号的信噪比和可懂度。实验表明,该算法能够很好地滤除强噪声,增强语音,甚至对于滤除与语音频段几乎重叠的噪声信号,效果也十分显著。最后与传统减谱法相比较,分析了该算法的优缺点。     

利用时频稀疏性的跳频信号盲检测和参数盲估计

针对在低信噪比的稳定分布噪声和定频干扰背景中,跳频信号检测和参数估计性能不佳的问题,利用分数低阶短时傅里叶变换得到时频矩阵;对时频矩阵按频率行去均值,抑制定频干扰;通过时频峰值优化、时频矩阵清洗和强化处理,降低频谱泄漏和噪声对跳频信号时频稀疏性的影响;利用此稀疏性进行检测和估计,即根据跳频信号在驻留时间内的连续性检测跳频信号,估计跳频频率;根据驻留时间起点及间隔,估计跳变时刻和跳周期.仿真结果表明,在低信噪比下,该算法的检测和参数估计性能均有较大提高,且优于现有算法.