目 录
一、绪论……………………………………………………………1
二、设计任务书………………………………………………………………
5
三、设计方案、算法原理说明……………………………………………10
四、程序设计、调试与结果分析…………………………………………15
五、设计安装与调试的体会…………………………………………25
六、参考文献………………………………………………………………26
七、附录源程序……………………………………………………………16
一、绪论 随着语音技术研究的深入和实际应用的增多各种语音处理系统都面临着进一步提
高性能的问题。语音增强是其中的关键技术之一。从20世纪60年代开始对语音增强
的研究就一直没有停止。20世纪70年代由于数字信号处理理论的成熟加速了语音增 语音噪声滤波
2 强技术的研究使该技术走向成熟。20世纪80年代以后超大规模集成电路技术的发
展为语音增强的实时实现提供了可能。
语音增强即语音噪声处理的目的是从带有噪声的语音信号中提取纯净的原始语音。但由于噪
声信号都是随机产生的完全消除噪声几乎不可能因此实际语音增强的目的主要有改进语
音质量消除背景噪声使听者乐于接受不感到疲倦同时提高语音信号的可懂度
方便听者理解。
语音增强不但与语音处理理论有关而且涉及到人的听觉和语音学。再者噪声的
来源众多应用场合不同它们的特性也各不相同。因此在不同的噪声场合中应采用不
同的语音增强方法。
语音噪声处理的应用背景
语音噪声处理技术是指当语音信号被各种各样的噪声(包括语音)干扰、甚至淹没后从
噪声背景中提取、增强有用的语音信号抑制、降低噪声干扰的技术。语音增强技术无
论在日常生活中还是在其它的领域或者对语音信号处理技术本身来说都很有应用价
值。
在日常生活中我们经常会遇到在噪声干扰下进行语音通信的问题。如使用设置
在嘈杂的马路旁或市场内的公用电话或在奔驰的汽车、火车里使用移动电话时旁人
的喧闹声、汽车和火车的轰鸣声等背景噪声都会干扰语音通讯的质量。对受话人来说
收听夹杂着各种干扰噪声的语音至少会引起听觉疲劳严重一点就会错误地识别或根
本无法听清对方的语音。
对电话来说干扰主要来自电话信道的回波干扰。还有一种叫无线信道干扰它来
自信道对外界干扰屏蔽能力的强弱。比如雷雨天收听收音机会听到阵阵噪声。它是由
于雷电引起信道附近强电流的骤变导致强大的电磁波串入信道并传送到接受端而引
起的噪声干扰。这些随机性的干扰也严重影响了语音的传输质量。
再有一类需要用到语音增强技术的方面就是处理旧的录音磁带。由于早年录音技术
不完善磁带质量不高加上长久存放使磁带发生霉变、机械损伤、磁粉脱落、磁化
等问题使得重放语音产生噪声。对于那些极具研究或收藏价值的宝贵录音资料来说
语音增强技术是一个较好的恢复手段。
在通信过程中语音质量的好坏显得格外重要。如语音质量很差接收方难以听清
对方的语音信息轻者可能延误时间、贻误时机重者可能错误地识别对方的语音因
而错误地下达或执行命令导致对工作造成不可估量的损失。在机械制造领域声音环
境一般都比较恶劣除了各种机械内部产生的噪声工作中还不时地充满了各种冲击性
噪声使得工作者的语音经常被部分或全部淹没在一片强噪声中即使花九牛二虎之力
也常常难以收听到对方准确可靠的语音信息。因此机械制造领域也迫切需要语音增强
技术。
随着现代科学的蓬勃发展人类社会愈来愈显示出信息社会的特点。通信或信息交
换已成为人类社会存在的必要条件正如衣食住行对人类是必要的一样。语音作为语言
的声学表现是人类交流信息最自然、最有效、最方便的手段之一。
然而人们在语音通信过程中不可避免地会受到来自周围环境和传输媒介引入的噪
声、通信设备内部电噪声、乃至其他讲话者的干扰。这些干扰最终将使接收者接收到的
语音不再是纯净的原始语音而是被噪声污染过的带有噪声的语音信号。例如汽车、
街道、机场中的电话常受到强背景噪声的干扰严重影响通话质量。而环境噪声的污
染使得许多语音处理系统的性能急剧恶化。例如语音识别已取得重大进展正步入使
用阶段。但目语音识别系统大多都是在安静环境中工作的在噪声环境中尤其是强噪
声环境语音识别系统的识别率将受到严重影响。
在上述情况下必须加入语音增强系统或者抑制背景噪声以提高语音通信质量 语音噪声滤波
3 或者作为预处理器以提高语音处理系统的抗干扰能力维持系统性能。因此语音增
强技术在实际中有重要价值。目前语音增强已在语音处理系统、通信技术、多媒体技
术、数字化家电等领域得到了越来越广泛的应用。 二、设计任务书 1、设计背景 语音通信的目的是传递声音信息。位于甲地的通信者发出的声音经语音传感器变换成为电信
号经发送端设备变换为适合传输的形式通过传输信道传输到乙地。在乙地经接收端设备恢
复出原来的语音信号经耳机或者喇叭转换为接收者可以听到的声音信号。这就是最基本的语
音通信系统但是由于周围环境的原因我们采集到语音信号经常含有不同程度的噪声。
典型语音通信系统中的噪声来自三个方面①信号处理设备产生的电噪声及传输信道中的
电噪声② 信号发送端空间环境中的音频噪声信号经麦克风变换为电信号之后与有用信号其
同传递到接收端③信号接收端空间环境中..
