基于稀疏性的相位谱补偿语音增强算法

• 作者: 张天骐 张晓艳 周琳 胡延平
• 来源期刊: 信号处理
• 学科: 工学
• 关键词: 语音增强 相位谱补偿 谱时间稀疏性 相位补偿因子
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1867-1876
• 页数: 10页
• 分类号: TN912.35
• 语种: 中文
• DOI: 10.16798/j.issn.1003-0530.2020.11.009

摘要

相位谱补偿语音增强算法通过调整相位谱对噪声进行压缩,提高重构信号的质量.针对传统的相位谱补偿(phase spectrum compensation,PSC)语音增强算法采用固定的相位补偿因子,且算法的性能易受噪声估计准确性的影响,提出了一种基于稀疏性的相位谱补偿(sparsity-based phase spectrum compensation,SPSC)语音增强算法.首先,利用噪声估计算法得到噪声幅度谱,利用基于幅度谱的语音增强算法得到目标语音幅度谱;接着,通过噪声和目标语音幅度谱之间的局部信噪比(Signal-to-NoiseRatio,SNR)来估计谱时间稀疏性;然后,利用sigmoid函数改进相位补偿因子,联合补偿因子和谱时间稀疏性,得到SPSC函数.最后,使用SPSC函数对相位谱中的谱分量进行补偿,通过短时傅里叶逆变换得到最终增强后的语音信号.仿真实验表明,在四种不同背景噪声的低信噪比下,新的相位谱补偿算法使增强语音获得了更好的LSD、PESQ和segSNR指标,说明新的算法在低信噪比下,可以有效恢复带噪语音中的语音成分,对噪声抑制效果明显,增强语音的质量和听感均有一定提升.