强背景噪声下语音端点检测的算法研究

多带谱熵法对语音频段进行分带处理形成新的分带谱熵函数,在低信噪比时,该方法能够更好地检测出语音,还能体现能量分布情况,应用较为广泛。多窗谱分析方法对同一数据序列用多个正交的数据窗分别求直接谱,是一种低方差、高分辨率的谱分析方法,尤其适合非线性系统中高噪声背景下弱信号、时频演变信号的分析。提出基于多窗谱及多带谱相结合的语音检测方法,仿真结果表明:改进算法较其

C m u r ni ei d p laos o p t gn r ga A pi t n计算机工程与应用 eE e n n ci

强背景噪声下语音端点检测的算法研究 吴边。,王忠2刘兴涛 7 、 U a。W ANG o g, U n t o Bin, Zh n 2 LI Xi g a

1 .四川大学计算机学院,成都 60 6 105 2 .四川大学电气信息学院,成都 6 06 105 1S h o fCo ue, ih a ie s y, e g u 6 0 6, ia .c o lo mp tr Sc u n Unv ri Ch n d 1 0 5 Chn t 2 S h o f Elcr n c E g n e i g a d I f r t n, ih a i e st C e g u 6 0 6 Ch n . c o l o e to i n i e r n n o mai n o S c u n Un v r i y, h n d 1 0 5, i a

W U Bi n, ANG Zh n LI a W o g, U Xi g a . s a c o s e c e d o n e e t n n t o g o s . mp t r n t o Re e r h n p e h n p i t d t c i i s r n n ieCo o u e En i e r n gn e i g

a d Ap l ain。0 1 4 ( 3:3 -3 . n pi t s2 1,7 3 )1 71 9 c o Absr c: T e mu t b d e to y e t t n d v d s t e s e c b n n o a f w e a ae p rs o o m e ta t h li a n r p si i ii e h p e h a d i t e s p r t a t -n ma o t f r n w s e ta e to p crl n - r P u ci n . s wi ey u e s i c n d t c e s e c i n l e c l n l Y f n t sI i d l s d a t a e e t t p e h sg a x e l t wh n t e S o t h e y e NR s l w, e ie,t C l r fe t t e h i o b sd s i al e c l h d sr u i n f n r yTh mu t a e s e tu iti t o e e g . e b o l t p r p cr m me o i a o v ra c, ih r s l t n p cr m a ay i me o wh c i h t d s l w- ai e h g -e ou i s e tu n o n

l ss h t d ih weg t e i n l wi s v r l r o o a d t n o, n t i a tc l l l s i d f r t e d a n s s n ay i f we k i h s t sg a t e e a o t g n l a a wi d ws a d i s p ri u a y we l u t o i g o i h h h r - e h a l ss o a sg a s wi i— e e d d a l u e a d fe u n y a an t a h g - o s b c g o n . e p e h e d o n ee t n i r - i l t a t n h me d p n e mp i d t n r q e c g i s i h n ie a k r u dTh s e c n p i t d tc i s p o o p s d b s d o h c mb n t n f mu t a e p cr m t o e a e n t e o i ai o l tp r s e tu wi mu t b d n o y e t t n T e i u a i n r s ls s o t a o i h l— a e t p si i . s i n r ma o h m lt e u t h w h t o t i mp o e lo i m a n a s l t d a tg v r o h r a g rt ms a d i e f r a c s awa s s b e hs i r v d ag r h t h s a b o u e a v a e o e t e l o i n h, n t p ro m n e i l y t l . s a Ke r s s e c n p it d t ci n;p c r l e to y; l— a d e to y; ttp r s e tu y wo d: p e h e d o n e e t o s e ta n p mu t b n n p mu i e p cr m r i r a

摘要:多带谱熵法对语音频段进行分带处理形成新的分带谱熵函数,在低信噪比时,该方法能够更好地检测出语音,还能体现能量分布情况,应用较为广泛。多窗谱分析方法对同一数据序列用多个正交的数据窗分别求直接谱,是一种低方差、高分辨率的 谱分析方法,尤其适合非线性系统中高噪声背景下弱信号、时频演变信号的分析。提出基于多窗谱及多带谱相结合的语音检测方法,结果表明:仿真改进算法较其他算法占绝对的优势,有而且性能稳定。 关键词:音端点检测;语谱熵;多带谱熵;多窗谱估计 D:03 7/i

n10 .3 1 0 1 30 0文章编号:0 28 3 ( 0 13 .170文献标识码: OI1 . 8 .s.0 283 . 1 . . 7 js 2 3 4 1 0 .3 12 1 )30 3 .3 A中图分类号: N 1.5 T 9 23

1引言

在语音通信过程中通信系统经常会受到噪声的干扰。噪目前比较声不但影响了语音的可懂度和舒服度,甚至使通信无法正常音。功率谱估计是分析信号能量分布的有效方法,常用的周期图估计方差大,分辨率不高,而多窗谱估计在保证进行。对于一些非常重要的场合,例如战场、飞机航行等环境中,如果通信双方不能有效地沟通,能会导致严重的后果。分辨力高的情况下方差较小。多窗谱是用一组相互正交的椭可 从带噪语音中提取纯净语音以保证受信人能正确理解信息是

形成新的分带谱熵参数,后计算每个子带的频域能量和各然帧总能量,低信噪比时该熵值变化更大,在更容易检测出语

极为重要的。然而,能否准确检测出语音信号的端点,对语音增强的效果起到决定性的作用。目前常用的语音检测方法

球序列数据窗对同一数据系列分别求直接谱。 由于多窗谱与多带谱具有如前所述的优点,可以把他们结合起来进行语音检测。本文提出了一种新的语音检测算法:基于多窗谱估计的多带谱熵的语音检测。一般的多带谱熵都是基于傅里叶变换的,文则是在多窗谱的环境下进行检测的。本

有:时过零率n短时能量、短 、谱熵等,它们对白噪声效果很好。但是实际中的噪声复杂多变,以上方法适用的信噪比范围窄,噪比降低时,易丢失信号中的有用成分,以迫当信容所 切需要寻求更好的方法。

2基于多带谱熵的语音检测 . 1谱熵检测将每帧信号进行快速傅里叶变换,然后求每帧 2谱熵检测的基本原理

假设为带噪语音,∽将其分帧加汉明窗Ⅲ后进行短时傅信号频谱的总和,最后将每帧信号内的各频点进行归一化处理,得到概率密度函数。多带谱对语音的频段进行分带处理里叶变换得到 Cm,厂并在每帧内对所有频谱分量进行归一化 ) 基金项目:国家自然科学基金 ( eN t nlN t a Si c on ao fC iaudrG atN . 9 11)中国博士后基金资助项目 t ai a a rl c neF udt n o h n e rn o 90 03; h o u e i n

4 ( .0 5 8 1 ) No2 0 3 6 5。

作者简介:吴边 (99 )女, 18一,本科,研究方向:计算机科学与技术;王忠 (94 )男, 16一,博士后,副教授,士生导师;硕刘兴涛(93 )男,士。 18一,硕 Ema:9 7 3 1 q o - i 3 0 16 1 . r l@q cn

收稿日期:000.;回日:000—7 21.6 4修 0期 2 1—72

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