[发明专利]一种基于小波包能量的非空气传导语音增强方法

说明书

技术领域

本发明属于语音信号的探测与采集及语音增强技术领域，特别涉及一 种基于小波包能量的非空气传导语音增强方法。

背景技术

语音的非空气传导探测技术是指利用除空气以外的其它介质来传导 声音。大量的实验数据表明，采用雷达波探测出来的语音信号干扰成分， 要比采用普通声学传感器复杂得多。其干扰主要来自以下几个方面：(a) 目标说话时的体动干扰。如说话时的头部运动、手势、口唇运动、心跳、 呼吸等；(b)雷达波的各次谐波、信道噪声及语音探测系统硬件本身的 附加噪声；(c)外界环境噪声的干扰，这些噪声信号成份复杂，幅度更 强，且多与语音信号频谱相混叠，严重影响了语音信号的质量。因此，对 于在对所采集雷达语音信号进行特性分析的基础上，有针对性地进行语音 的去噪增强，也是一项十分重要的工作。

发明内容

本发明的目的在于基于非空气传导语音存在的缺陷与不足，提供一种 基于小波包能量的非空气传导语音增强方法，该方法能够弥补传统语音增 强方法针对性不强的弱点，且执行效率高，效果明显，因此具有较强的实 用价值和应用前景。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)首先，对雷达非空气传导的语音信号采样并做A/D转换，进行数字 化处理得到带噪语音信号，雷达非空气传导的语音信号采样速率为5KHz～ 20KHz；

2)其次，对带噪语音信号进行小波包分解；

设带噪语音信号y(n)由纯净语音信号s(n)与噪声信号d(n)叠加而成， 即：

y(n)＝s(n)+d(n)    (1)

选择小波函数，对带噪语音信号y(n)经j层小波包变换后得到2^j个子 带小波系数，j≥1，其中第k个子带中第m个小波系数值为并将小 波分阶层数设为4层，

wk,mj=WP{y(n),j}---(2);]]>

3)然后，分别基于尺度和时间计算小波包系数的自适应阈值；

首先，计算全局小波消噪阈值λ，其计算公式为：

λ=σ2log(N)σ=MAD/0.6745---(3)]]>

式中σ为噪声信号的噪声水平，N为噪声信号的信号长度，MAD为小 波系数绝对值的中值，MAD的取值由第1个尺度小波系数得到，将以上公 式扩展至小波包变换，即得到基于尺度的自适应阈值，其中小波包变换第 k个子带的阈值λ_k为：