信號傳輸過程中噪聲消除的DSP算法研究

1、信號傳輸過程中噪聲消除的dsp算法研究在語音傳輸?shù)倪^程中，語音增加計劃常常被采納。它用法fec編碼技術(shù)(由卷積編碼和維特比譯碼算法組成)舉行數(shù)據(jù)傳輸，有著大批量的數(shù)據(jù)運算(包括卷積和譯碼等算法)和檢測，而且都是采納先進的處理器來完成的，其中就包括語音編碼和降噪。1 干擾相減降噪技術(shù)討論為了降低信號在傳輸過程中的噪聲，充實語音傳輸質(zhì)量，大多會采納三種通用的語音增加辦法。首先是干擾相減法，即通過減掉噪聲頻譜來抑制噪聲；第二是諧波頻率抑制法，即利用語音增加的辦法來完成減噪，基于噪聲的周期性原理，利用諧波噪聲的自適應(yīng)梳狀濾波實施基頻跟蹤來完成降噪；第三是利用聲碼器再合成法，它利用迭代法，在語音建模的基

2、礎(chǔ)上，估量模型參數(shù)，用描述語音信號的辦法再重新合成無噪聲信號。每種辦法都有自己的特點，這里介紹噪聲相減法降噪。單通道語音增加系統(tǒng)(圖1)必需在無語音期間，也就是在惟獨背景噪聲存在時估量噪聲的特性。通過語音啟動檢測器(vad)采集有效的語音源和噪音源，然后利用噪聲相減算法實現(xiàn)降噪?；诼曇粽Z音的周期性，時域自適應(yīng)噪聲抵消法可以通過產(chǎn)生參考信號而加以利用。其中，參考信號是延遲主信號一個周期形成的，需要有復(fù)雜的間距估量算法。在語音幀內(nèi)利用fft，用估量的噪聲幅值頻譜相減，并逆變換這個相減后的頻譜幅值，再利用原始噪音的相位，求出有噪音短時幅值和相位頻譜。增加步驟一幀接一幀地完成。此辦法先把污染的語音利

3、用帶通組分解成不同的頻率組，隨后每個分波段的噪聲功率在無語音期間被估量出來。通過利用衰減因子可以獲得噪聲抑制，其中衰減因子相對應(yīng)于每個分波段估量噪聲功率比上的瞬時信號功率。2 譜相減降噪技術(shù)討論目前，多數(shù)的通信減噪都是用法dsp來完成的，主要是用法fft降低噪聲。其中，頻譜相減提供了有效的計算辦法，通過從有噪聲語音譜中減去噪聲頻譜，即增加了語音，又降低了噪聲。有噪聲語音被分段，并且被設(shè)置窗口，每個數(shù)據(jù)窗口的fft均被執(zhí)行，并且幅值頻譜被計算出來。vad用來檢測輸入的語音信號。在非語音段，噪聲頻譜將會被估量出來，并存入緩存區(qū)，再通過算法使得緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)衰減，從而使噪聲減小。在非語音期間，有兩種

4、辦法產(chǎn)生輸出：用固定因子衰減輸出或設(shè)置輸出為0。在非語音幀期間具有某種殘余噪聲(舒服噪聲)，可輸出比較高的語音質(zhì)量，緣由是在語音幀期間，噪聲局部地被語音屏蔽，它的幅值將會在非語音段上被存在的相同量值的噪聲所平衡。在語音段上設(shè)置輸出為0，具有放大噪聲的效果，因此在非語音期間，最好通過固定因子衰減噪聲。幅值與語音段上可覺察的噪聲特性，以及噪聲段上可覺察的噪聲之間必需保持平衡，所以不希翼的音響效果，如嗡嗡聲、咔嗒聲、顫動聲、語音信號的含糊不清等，均可以避開。在描述算法之前，先設(shè)置一些參數(shù)，并做數(shù)據(jù)分析。首先假設(shè)背景噪聲是平穩(wěn)的，并且在語音段內(nèi)，使其希翼幅值頻譜浮現(xiàn)在不變的語音段之前。假如環(huán)境是變幻的

5、，則在語音幀開頭之前，有足夠的時光去估量背景噪聲的新幅值頻譜。對于緩慢變幻的噪聲算法，需要按照vad參數(shù)確定語音是否已經(jīng)終止，同時估量新的噪聲影響，然后利用頻譜相減法，就可以使得噪聲顯然下降。假設(shè)信號s(n)受到干擾信號v(n)的影響而遭到損失，則被污染的有噪聲信號可以表示為：取x(n)的dft得到：假設(shè)v(n)為零均值，且與s(n)不相關(guān)，則s(k)的估量可以表示為：s(k)=|x(k)|-e|v(k)|式中：e|v(k)|是發(fā)生在非語音周期上的期望噪聲頻譜。給定估量|s(k)|，則譜估量可以表示為：|s(k)|=|s(k)| ejx(k)式中：式中：x(k)是被測量的有噪聲信號的相位，利用噪聲語音相位，可以滿足實際目的需要。因此利用短期語音幅值頻譜的估量|s(k)|和受到傷害的語音相位x(k)重構(gòu)處理后的信號，估量器可以表示為：方程給出的頻譜相減算法避免了對相位的計算，在浮點dsp硬件中實現(xiàn)。為了降低噪聲得到良好的聽覺效果，除了以上算法外還有譜幅值平均法、半波整流法和殘余噪聲減小法，其目的都是為了得到更好的效果。3 結(jié) 語無論在通信系統(tǒng)還是其他領(lǐng)域，噪聲的消退都是