基于信号相位差和后置滤波的语音增强方法

在复杂的声学环境中,通常噪声场特性和混响强度是未知的,这样就对麦克风阵列语音增强算法的性能提出了较高的要求.本文提出一种基于带噪语音信号相位差和后置滤波的语音增强方法.首先,将麦克风阵列接收信号分帧,利用相邻两个麦克风之间每帧带噪语音信号的相位差,构成该帧改变频率点幅度谱值的比例系数,对该帧带噪语音信号进行掩蔽增强处理,得到预处理信号;然后利用固定波束形成、独立分量分析算法和后置滤波技术对预处理信号进一步处理,从而有效地抑制了噪声.计算机仿真实验结果表明,在存在一定混响的多种噪声场中,该方法均具有较好的噪声抑制能力.

基于CTF-GSC和后置滤波的麦克风阵列语音增强

由于语音环境中各种噪声的特殊性、复杂性和不确定性等因素,尤其在带有混响的复杂环境下,一般的广义旁瓣抵消器语音增强算法的性能严重下降,很难取得较为理想的抑制效果。针对这一情况,该文提出了一种基于改进型归一化最小均方的卷积传递函数广义旁瓣抵消器和改进型后置滤波语音增强算法。该算法利用卷积传递函数近似形式代替传递函数广义旁瓣抵消器中的相乘传递函数近似形式,并结合后置维纳滤波进行语音增强。实验测试结果表明,该算法可以有效抑制相干性和非相干性噪声,提高系统信噪比,减少语音失真。在含有混响的复杂环境中,与其他经典算法对比,该算法的鲁棒性更好,效果更明显。

基于TF-GSC的多通道后置滤波语音增强算法

针对传统语音增强算法在非平稳噪声,尤其是在噪声为语音的环境下,对噪声的抑制效果急剧下降的情况,提出了一种基于传递函数—广义旁瓣抵消(TF-GSC)和最佳修正测井谱振幅估计量(OM-LSA)的改进型多通道后置滤波语音增强算法。算法在后置滤波时,利用TF-GSC输出信号与参考噪声之间的相互关系求解出语音存在概率,并更新噪声功率谱估计。实验结果表明:算法可以有效地抑制非平稳噪声,提高语音增强算法在语音噪声环境下的鲁棒性。

开关电容滤波器前置、后置滤波器的设计

如何为开关电容滤波器(SCF)合理配置前置、后置滤波器,一直缺少系统的分析和说明。在研究SCF工作特性的基础上,提出了SCF前置、后置滤波器的设计方法。SFC前置、后置滤波器的主要设计参数是转角频率和衰减量。设计时,先根据系统要求确定衰减量,再根据选定的滤波器结构的衰减系数确定转角频率。用此方法,结合12位数据采集系统需要,以MAX295为核心设计了一个可程控低通滤波器。结果表明,MAX295的前、后置滤波器能以4档转角频率覆盖其10 Hz^50 kHz转角频率范围,前、后置滤波器的最小衰减量分别为-74 dB和-10 dB。

基于维纳后置滤波的LS波束形成混响抑制算法

混响导致语音信号时间和频率模糊,严重时语音变得难以理解。为了提高语音质量,提出一种具有维纳后置滤波的最小二乘波束形成混响抑制算法。该算法将混响后的语音信号分为直达部分和混响部分,得到维纳后置滤波器增益估计;针对语音信号在低频部分噪声相干性较强的问题,利用最小二乘波束形成算法进行分频处理,最后求解最优权值。仿真实验表明,所提出的算法具有较好的混响抑制特性。

后置滤波器参数自适应的语音合成改进算法

针对HMM语音合成算法,固定参数的后置滤波器无法适应不同失真程度的频谱导致合成语音自然度下降,提出了一种基于后置滤波器参数自适应的语音合成改进算法。该方法根据语音谱的平坦度自适应选择最优的短时滤波参数来对合成语音频谱的共振峰区域增强;使用长时后置滤波器优化合成语音的基频谐波结构来减轻合成语音基频的不连续性。仿真实验结果表明,该方法能够有效地减轻语音的频谱过平滑,主观测试结果表明,合成语音的自然度得以提高。

基于联合后置滤波器与分数阶光流模型相结合的运动分割算法

针对传统HS(Horn&Schnuck)光流估计算法存在奇异值、不能保留光流场边界不连续性、不能应对运动目标间相互遮挡等问题,提出一种联合后置滤波器的分数阶光流模型。在该模型中,应用分数阶微分处理HS模型中的平滑项以保留光流场的边界不连续性;通过分析结构张量特征值的数据特征来寻找光流场边缘点,利用联合流场散度与像素点投影差分的方法来检测遮挡区域;采用一种结合MF(median filter)中值滤波器、WMF(weighted median filter)权值中值滤波器、BF(bilateral filter)双边滤波器的CPF(combined post filter)联合后置滤波器,它能够通过检测是否存在遮挡、图像亮度不连续性、图像运动不连续性,自适应地调节光流场的扩散过程,从而获得更加准确的光流场。实验证明,该算法能在图像中存在光照变化、遮挡、多运动目标等复杂情况下精确地估计出光流场,且算法计算成本低,能满足实时性要求。

带有前置和后置滤波器的滑模观测器仿真研究

为了减小电流噪声对于滑模观测器的影响以及降低滑模观测器控制算法对于硬件的要求,设计了带有前置滤波器和后置滤波器的滑模观测器,并利用李雅普诺夫稳定性理论推导了滑模控制系统的稳定性条件。通过仿真实验证明了该滑模观测器能实时地跟踪到准确的转子角度信息,控制系统具有较强的鲁棒性,运行稳定可靠。

维纳后置滤波DNN前端增强的远场语音识别

由于混响和噪声等因素影响,远距离场景下的语音识别性能较近场语音识别的性能仍有很大差距。为提高远场语音识别系统的性能,在后置滤波波束形成的基础上,提出结合深度神经网络与维纳后置滤波的前端增强远场语音识别方法。将维纳滤波嵌入神经网络对波束形成后的语音输出进行增强,抑制相关性噪声,最后利用TDNN-LSTM近场语音识别系统进行语音识别。实验在数据集CHiME-5上进行,结果表明,该方法对远场语音的识别结果优于传统的后置滤波方法,字错误率下降2.3%。

基于后置滤波器的线性系统故障检测方法

针对线性时不变动态系统,给出了故障检测观测器设计问题的描述,采用后置滤波器达到对故障具有尽可能大的灵敏度,而同时对未知输入信号的影响具有尽可能强的鲁棒性目标。通过仿真算例,说明了该方法的有效性。

基于交叉注意力机制的波束形成后置滤波网络

针对经典后置滤波器存在的对非平稳噪声抑制效果较差且存在目标语音失真的问题,提出一种基于交叉注意力机制的后置滤波网络,使用基于门控循环单元的编解码器作为网络框架,并在编解码器组之间添加残差连接;使用基于伽马通域的波束输出信号与噪声参考信号功率谱的子带增益作为双特征输入;使用特征交叉的多头归一化点积注意力捕获序列输入的长距离依赖信息并进行特征融合。实验结果表明,该算法在不同信扰比和噪声条件下的语音质量和可懂度指标均优于基线系统,具有较强的鲁棒性;在对非平稳噪声具有较好抑制效果的同时,能最小化目标语音的失真;且相较端到端的深度学习方法,具有轻量化和低时延的特点,能满足实际工程应用的需求。

一种基于图后置滤波的多通道语音增强方法研究

结合图信号处理与波束形成,提出了一种新的图后置滤波(Graph Post-Filtering,GPF)方法来实现多通道语音信号增强。首先,提出了多阶自旋的图拓扑结构来构建语音图信号。然后,针对复杂散射噪声场下维纳后置滤波(Wiener Post-Filtering,WPF)方法的局限性,结合波束形成提出了一种新的图后置滤波方法,基于输入各路语音图信号的自相关和互相关功率谱密度,推导出增益函数,进而预测源语音信号的图频谱。实验结果表明,所提出的GPF方法在信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)和主观语音质量评估(Perceptual Evaluation of Speech Quality,PESQ)方面,性能均优于传统的WPF方法。另外,实验结果也表明,各路信号时延补偿偏差会影响基于GPF的多通道语音增强性能。

8kbps QCELP声码器中的自适应后置滤波器

后置滤波技术作为语音增强的一种方法在语音编码中得到广泛的应用.8kbps QCELP是一种变速率语音编码算法,其自适应后置滤波器由短时后置滤波器、频谱倾斜补偿滤波器和自动增益控制(AGC)三部分组成.这种自适应后置滤波器能够显著改善合成语音的主观质量,而且语音失真小,计算复杂度低.本文详细介绍了自适应后置滤波器中各个组成部分,并与其它变速率语音编码中的后置滤波器进行了比较.

考虑纯时延、后置滤波器和作动器特性的扩展INDI方法

当飞行控制系统中存在纯时延或后置滤波器时,常规增量非线性动态逆(INDI)方法对应的作动器速度阶跃响应将出现稳态误差。为此,提出了3种新型INDI方法,将动态逆的对消原理从飞机模型扩展到纯时间延迟、后置滤波器和作动器模型。从传递函数角度对比分析了上述几种方法的作动器速度阶跃响应稳态误差,并将其应用到俯仰角速度控制律设计中。仿真结果表明,相比于常规INDI方法,采用新型INDI方法设计的俯仰角速度控制系统实现了令人满意的动态特性,并且作动器的速度能力得到了充分利用,飞机的最大俯仰角加速度增加了近20%,从而有效地提高了飞机的敏捷性。

滤波器后置的多目标数字波束合成方法

数字波束合成是多目标数字相控阵天线中一个核心处理模块。在采用FPGA实现波束合成时,由于不同类型滤波器的存在,需要消耗大量DSP48 Slices资源。根据目标信号具有频分复用的特点,同时考虑相控阵加权与信道化滤波、正交变换滤波的关系,可以将上述两种滤波器合并成一个滤波器,并且置于加权求和模块之后。新的波束合成方法在保持阵列增益不变情况下,使得后置滤波器个数仅仅决定于目标数量而不是阵元数量,从而大大减少FPGA资源的消耗。论文不仅分析对比了传统方法和滤波器后置方法的DSP48 Slices资源消耗,还通过方向图和阵列输出SINR仿真来证明新方法的有效性。

后置维纳滤波和可调波束成形器的语音信号增强

针对自适应波束形成滤器会带来误差噪声,提出一种两级滤波器结构的语音增强方法。第1级由一个可调滤波器与4个麦克风阵列的求和波束形成器组成。通过一个控制信号控制波束形成滤波器。第2级是一个维纳滤波器,通过两个相邻的主输出定向光束之间的互相关实现信号功率谱估计,该估计是基于两个相邻定向光束的噪声输出是来自两个独立的噪声源,语音输出源来自同一个信号源。仿真结果表明,算法可以提高信噪比约6 db。

基于小波变换的后置自适应滤波传声器阵列的语音增强

提出了一种将传统后置自适应滤波技术和小波变换技术相结合的传声器阵列语音增强方法。首先利用传统的延时-累加波束形成技术获取目标语音,并采用后置自适应维纳滤波器来估计原始语音,然后再使用小波变换分解与重构技术进一步去除噪声。经计算机仿真,表明当系统输入信噪比为0.11dB时,输出信噪比提高近6.28dB。

基于后置带通滤波的中频信号A/D变换精度提高方法

用低位A/D变换器通过滤除量化噪声达到高位A/D变换器的性能,一直是信号处理研究人员关注的问题。针对通信中常见的中频带通信号,本文提出了一种采用后置数字带通滤波器降低信号量化噪声、改善A/D变换精度的方法,以一种常见的中频带通信号为例,分析了该方法的性能,并通过仿真进行验证。结果表明,对A/D变换后的信号进行后置数字带通滤波处理,量化噪声大幅度降低,A/D变换性能得以明显提高。本文还对量化噪声的传统统计模型进行了改进,放宽了传统统计模型中量化噪声为白噪声的假设条件。

一种对噪声场具有鲁棒性的语音增强方法

对于可变噪声场,提出了一种自适应波束形成与后置滤波融合的波束形成麦克风阵列语音增强方法.针对自适应波束形成语音增强方法和后置滤波方法分别适用于强相干噪声场和非相干噪声场的现象,此方法将两种方法结合,既能抑制相干噪声,又能抑制非相干噪声.仿真实验表明,该方法对相干和非相干噪声场均有较好的消噪性能,因此具有较好的噪声鲁棒性.

基于交叠正交变换的视频压缩编码分析与实现

混合视频编码标准由于采用基于块的运动补偿预测和变换量化,从而使解码图像在块边界产生干扰视觉的不连续性,尤其在低码率下,易形成块效应。由于滤波法、凸集投影法、交叠正交变换等可作为信号处理中去除块效应的技术方案,为此在对视频编码的系统结构进行分析的基础上,实现了基于交叠正交变换时间域预滤波和后置滤波的去块效应视频混合编码方案,并讨论了实现这一方案的框架结构和交叠模式选择等关键技术问题,最后给出了实验结果,对比实验结果显示,该方案在提供相当的编码性能基础上,能有效地改善视频图像的块效应现象。