基于联合失真控制的子空间语音增强算法

叶琪，陶亮，周健，王华彬



基于联合失真控制的子空间语音增强算法

叶琪1,2，陶亮1，周健1,2，王华彬1

(1. 安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室，安徽合肥230031；2. 安徽大学媒体计算研究所，安徽合肥230601)

为提高低信噪比环境下的语音可懂度，提出了一种基于联合失真控制的子空间语音增强算法。由于误差信号中的语音失真和残余噪声分量不能被同时最小化，同时，由语音估计器引起的语音放大失真超过6.02 dB时会严重损害语音可懂度。为此分别对语音失真和残余噪声进行最小化处理，最小化时把语音放大失真控制在6.02 dB以下作为约束条件，通过求解两个约束最优化问题得到两个不同的估计器，再对这两个估计器进行加权求和，得到一种基于联合失真控制的语音估计器。实验结果表明，相比于传统的子空间增强方法，在低信噪比环境下所提出的算法能更有效提高增强后语音的可懂度。

语音可懂度；失真控制；子空间增强

0 引言

自语音增强技术被提出以来，该技术被广泛地应用到助听器、通讯设备以及自动识别等系统中。现有的增强技术主要分为四类，谱减法类[1]、维纳滤波类[2]、统计模型类[3]和子空间类[4-7]。子空间方法将估计误差分为语音失真和残余噪声两部分，并在这两部分之间进行权衡控制。相比于其他方法，经子空间法处理后的语音受到音乐噪声的影响较小。Ephraim等[4]假设背景噪声为白噪声，利用卡胡南-洛夫变换(Karhunen-Loeve Transform，KLT)变换将含噪语音空间分解为相正交的信号子空间和噪声子空间，最后将噪声子空间置零，从信号子空间中估计出语音信号。……