值点检测的方法可以综述为从输入信号中提取个或系列的对比特征参数,然后将其和个或系列的门限阈值进行比较,如图所示。如果超过门限则表示当前为有音段,否则就表示当前为无音段。图语音激活因录音时是立体声,故取其中的第通道的音频数据对进行点傅里叶变换原始信号波形原始信号频谱原始信号幅值原始信号相位其仿真图如图所示。前面读取的语音信号声音比较清晰,信噪比较高,用这样的信号实验对比效果不太明显。因此在进行消除噪声实验之前我们要人为的给原始信号添加随机白高斯噪声,降低语音信号的信噪比。下面是加入噪声的源代码因录音时是立体声,故取其中的第通道的音频数据设定噪声的频率为设置噪声的长度跟原语音信样长产生幅度为频率为的正弦波作为噪声将原语音信号跟噪声相加,为带有噪声的语音信号将带有噪声的语音信号转换为声音,中将有噪声下面是加噪后音频的仿真源代码因录音时是立体声,故取其中的第通道的音频数据对进行点傅里叶变换加噪后信号检测框图目前语音端点检测所采取的方法大体可以分为两类加窗分帧特征提取与阀值比较判断有无语音带噪语音第类是噪声环境下基于模型的语音信号端点检测的方法,该方法要求背景噪声保持平稳且信噪比较高。第二类方法是基于信号的短时能量进行检测的算法,它通过对背景噪声能量的统计,定出能量门限,利用能量门限来确定语音信号起始点。在这里运用语音端点检测采用了第二类方法,即基于信号的短时能量进行检测的算法。基于信号的短时能量检测具体算法如下计算每帧的语音能量式中为帧长,为帧的编号,为每帧中的各点,,为帧数然而它有个缺陷,即它对高电平非常敏感信号的二次方计算。为此,定义短时平均幅度函数来表征帧语音信号的能量大小,定义计算前帧平均噪声能量求能量最大值和能量最小值根据式确定门限,应用谱相减法实现语音增强基本原理是通过对带噪语音谱减去噪声谱得到语音谱,因此,语音激活检测这环节非常重要,准确地确定语音的起始点和终止点对噪声谱估计有着重要的作用。改进型语音降噪处理运用端点检测技术,用仿真,可明显显示出其优越性。用仿真的流程如下对输入的语音信号进行预滤波对滤波后的语音信号进行预加重将语音信号按每帧个信号点进行分帧,帧移为对信号帧加汉明窗对加窗后的信号帧进行变换对各帧语音信号求功率谱根据前帧求取平均噪声功率利用进行噪声估计检测寂静段,进而组合递归平滑,更新噪声谱进行谱减运算,得到估计出的语音信号功率谱插入相位谱,计算出语音谱进行变换,得到还原的语音帧根据各个语音帧组合为语音信号对语音信号进行去加重处理,得到最终信号。源程序清单下面是段无噪声纯净的音频,用仿真的源程序代码,干扰。噪声不仅降低了语音的可懂度和语音质量,还严重的影响语音处理的准确性,甚至使系统不能正常工作。本文将就对语音增强技术的原理和方法进行讨论,重点介绍语音增强的种方法谱减法及其改进算法。该方法能够有效消除平稳的加性噪声,其改进算法能够有效消除普通方法产生的音乐噪声,在很大程度上提高语音信号的信噪比。目前,语言识别技术已经取得了重大进展,并开始进入实用阶段。但语音识别系统必须在相对比较安静的环境下运行,然而,在语言信息的采集中难免会有各种噪声的干扰,在较强的噪声背景下,语音识别系统的准确性会受到较大影响,甚至没法正常工作。所以在语波形加噪后信号频谱加噪后信号幅值加噪后信号相位其仿真图如图二所示。下面是噪声的仿真的源代码读取文件并返回和的值。截取语音信息前点作为噪声信号对噪声信号进行傅里叶变换取噪声功率谱绝对值取噪声相位噪声信号波形噪声信号频谱噪声信号幅值噪声信号相位其仿真的图形如图三所示。下面是利用基本谱减法降噪处理源代码,下面是利用改进的谱减法降噪处理的源代码相对更容易点,但也有不小的难度。处理宽带噪声的最通用技术是谱相减法,即从带噪语音估值中减去噪声频谱估值,从而得到纯净语音的频谱。谱相减方法是基于人的感觉特性,即语音信号的短时幅度比短时相位更容易对人的听觉系统产生影响,从而对语音短时幅度谱进行估计,适用于受加性噪声污染的语音。在这里我要感谢老师的悉心的指导,同学们的帮助,还有网上技术论坛的朋友们,没有你们我很难完成这次课程设计,我在你们身上也学到了很多东西,让我生受益。设定和的值增强后语音以为文件名保存其降噪后的仿真图形如图四所示。设计结果和仿真波形图图二图三图四参考文献程佩青数字信号处理教程清华大学出版社吴镇扬数字信号处理高等教育出版社胡广书数字信号处理导论清华大学出版社易克初田斌付强语音信号处理国防工业出版社刘保柱苏彦华张宏林从入门到精通人民邮电出版社罗军辉罗勇江在数字信号处理中的应用机械工业出版社周辉董正宏数字信号处理基础及实现北京希望电子出版社设计心得体会经过两周的数字信号处理课程设计,让我学到了很多东西。其实我刚开始看到老师给的任务要求时我很茫然,不知道该干嘛,就连选题都不知道怎么选,虽然我学了数字信号处理这门课,但也只是理论上了解点,在脑海中还是没有个实质的概念。不会做我就只有上网去找相关的资料,参考别人做的报告,看看别人是如何做的,有点启发,但还是不知道自己改选什么题目。后来我又到图书馆借阅相关书籍,也进入了图书馆的电子资源各个网站,看到了关于谱减法的相关的资料,关于降噪的相关的技术现在应该普遍在应用。我看到了,感觉比较感兴趣,于是就选了这个题目。题目选好了,但真正难的是做。这个题目是基于软件的,虽然用过,但很不熟悉,对于的编程时基本不懂,只有重新学了,又到图书馆借了本教程,并且到网上找些相关的信息。还好我有点语言的基础,学起由于基本假定是噪声信号与语音信号是加性的,和独立,所以和也独立。故。所以对个分析帧内得短时平稳过程,有因为噪声是局部平稳的,故可以认为没有语音信息是的噪声与有语音信息时的噪声功率谱是相同的,因而可以利用发语音前的寂静帧来估计噪声。由式可以得到原始语音的估计值式中,下标表示加窗信号,表示估值,则表示无语音信号时的均值。如果式中结果出现负,则容完成解扩,解扩后的信号是窄带信号。其他用户仍是宽带信号,因此还需要设计个低通滤波器,将窄带信号提取出来。设置滤波器为低通滤波器,。四实验数据结果及分析频谱分析和信号波形对比假设信码速率单位,比特秒周期地址码速率单位,码片秒或子码秒周期,地址码序列每周期包含个子码元,序列周期。通常设置即上式表明,地址码速率是信息速率的整数倍,个信码周期对应个地址码序列周期。信息码与地址码相乘后占据的频谱宽度扩展了倍。扩频前频谱扩频后的频谱解扩滤波后的频谱可以看到待传信息的频谱被扩展了以后,能量被均匀地分布在较宽的频带上,功率谱密度下降扩频信号解扩以后,宽带信号恢复成窄带信息,功率谱密度上升相对与信息信号,脉冲干扰只经过了次被模二相加的调制过程,频谱被扩展,功率谱密度下降,从而使有用信息在噪声干扰中被提取出来。④信号源和接收端波形对比由上图可以看出信号源和接收波形是致的。这是在用户的情况下,误码率只有时查看的波形。误码率分析用户数量调制方式信道误码率从上面的实验结果可以看出,随着用户数量的增加,误码率基本随着增大的趋势。而用户数量为时,误码率反而比用户数量为时有所下降。经过查阅资料,是成信息接受。相关检测模块用封装成模块。并设置了误码率测试部分。系统具体设计分析用户模块用户模块完成扩频功能贝努利序列设计不同用户模块的不同序列设计不同用户的设置为不同,生成多项式保持样抽样判决设计用抽样判决进行极性转换④乘法器设计用乘法器进行扩频信道传输设计模块极性转换进信道前要先进行极性转换调制解调调制解调使用信道使用模块,设置信噪比为。相关接受模块由输入信号与码相乘完成解扩,并需要设置个低通滤波器和抽样判决器完成多用户检测。解扩的序列设计与原扩频该用户序列设置保持致。滤波器设置如下抽样判决器设置如下误码率测试模块误码率检测使用和模块组成,端必须接上与对应用户相同的,才能正确反应误码率情况,并且而信号源需要延时完成同步。列的性能较差所导致。我们采取的位的序列,生成多项式为,自相关性不够强,所以导致用户数量为时,码产生相互干扰,解扩和多用户检测时误码率升高。五实验中遇到的问题及解决方法。频谱的观察直接用频谱仪观察信号频谱效果不好。解决的关键在于对其参数的设置,包括缓冲区,同时要应当使用速率调整模块,调整抽样速率,使其符合奈奎斯特定理。滤波器的设计我们经过很长时间都没有完成多用户检测功能。经过查阅资料,发现需要设计匹配滤波器和抽样判决器,在的上可以用做匹配滤波器和做抽样判决器。滤波器的设计方法是研究信源的功率谱波形,所以经过多次试验,设置滤波器为为低通滤波器,。为什么不需要加入载波调制载波是根据你的调制方式,在内部产生的载波信号,不用输入的。码的设计我们之前使用的是位的码,但是误码率很高。经过查阅资料发现是因为码周期越长,自相关性就会越好,所以使用位的码。般通信系统中使用的码有位或者位。六各成员分工情况主要负责相关检测设计,滤波器参数调整,抽样判决器的设计主要负责基本扩频解扩值点检测的方法可以综述为从输入信号中提取个或系列的对比特征参数,然后将其和个或系列的门限阈值进行比较,如图所示。如果超过门限则表示当前为有音段,否则就表示当前为无音段。图语音激活因录音时是立体声,故取其中的第通道的音频数据对进行点傅里叶变换原始信号波形原始信号频谱原始信号幅值原始信号相位其仿真图如图所示。前面读取的语音信号声音比较清晰,信噪比较高,用这样的信号实验对比效果不太明显。因此在进行消除噪声实验之前我们要人为的给原始信号添加随机白高斯噪声,降低语音信号的信噪比。下面是加入噪声的源代码因录音时是立体声,故取其中的第通道的音频数据设定噪声的频率为设置噪声的长度跟原语音信样长产生幅度为频率为的正弦波作为噪声将原语音信号跟噪声相加,为带有噪声的语音信号将带有噪声的语音信号转换为声音,中将有噪声下面是加噪后音频的仿真源代码因录音时是立体声,故取其中的第通道的音频数据对进行点傅里叶变换加噪后信号检测框图目前语音端点检测所采取的方法大体可以分为两类加窗分帧特征提取与阀值比较判断有无语音带噪语音第类是噪声环境下基于模型的语音信号端点检测的方法,该方法要求背景噪声保持平稳且信噪比较高。第二类方法是基于信号的短时能量进行检测的算法,它通过对背景噪声能量的统计,定出能量门限,利用能量门限来确定语音信号起始点。在这里运用语音端点检测采用了第二类方法,即基于信号的短时能量进行检测的算法。基于信号的短时能量检测具体算法如下计算每帧的语音能量式中为帧长,为帧的编号,为每帧中的各点,,为帧数然而它有个缺陷,即它对高电平非常敏感信号的二次方计算。为此,定义短时平均幅度函数来表征帧语音信号的能量大小,定义计算前帧平均噪声能量求能量最大值和能量最小值根据式确定门限,应用谱相减法实现语音增强基本原理是通过对带噪语音谱减去噪声谱得到语音谱,因此,语音激活检测这环节非常重要,准确地确定语音的起始点和终止点对噪声谱估计有着重要的作用。改进型语音降噪处理运用端点检测技术,用仿真,可明显显示出其优越性。用仿真的流程如下对输入的语音信号进行预滤波对滤波后的语音信号进行预加重将语音信号按每帧个信号点进行分帧,帧移为对信号帧加汉明窗对加窗后的信号帧进行变换对各帧语音信号求功率谱根据前帧求取平均噪声功率利用进行噪声估计检测寂静段,进而组合递归平滑,更新噪声谱进行谱减运算,得到估计出的语音信号功率谱插入相位谱,计算出语音谱进行变换,得到还原的语音帧根据各个语音帧组合为语音信号对语音信号进行去加重处理,得到最终信号。源程序清单下面是段无噪声纯净的音频,用仿真的源程序代码,干扰。噪声不仅降低了语音的可懂度和语音质量,还严重的影响语音处理的准确性,甚至使系统不能正常工作。本文将就对语音增强技术的原理和方法进行讨论,重点介绍语音增强的种方法谱减法及其改进算法。该方法能够有效消除平稳的加性噪声,其改进算法能够有效消除普通方法产生的音乐噪声,在很大程度上提高语音信号的信噪比。目前,语言识别技
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