[发明专利]一种基于谱减法和小波变换的语音降噪方法

权利要求书

1.一种基于谱减法和小波变换的语音降噪方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)去除输入的纯净语音信号的直流分量，再对幅值进行归一化处理；

2)对归一化处理后的语音信号叠加高斯白噪声，得到含噪语音信号；

3)设置前导无话段，即噪声段的时长为IS，并计算出前导无话段的帧数NIS：

式中，IS表示前导无话段时长，fs表示采样频率，N表示每帧数据长度，即帧长，inc表示每帧数据移动长度，即帧移；

4)使用谱减法对含噪语音信号进行处理；

5)对经过谱减法得到的谱减后的语音信号进行小波分解得到离散伸缩因子为m，离散平移因子为r的小波信号

其中，离散小波序列Ψ_m,r(t)是对小波序列Ψ_p,q(t)中的伸缩因子p和平移因子q进行离散化得到；式中，

小波序列Ψ_p,q(t)是将基小波函数Ψ(t)进行伸缩和平移运算得到；

其中，其中m∈Z，a₀和b₀是不等于1的固定值；

根据小波信号中的低频分量和各个分解层的高频分量，得到低频系数和各个分解层的高频系数，对各个分解层的高频系数分别使用置零处理方法和软阈值处理方法进行处理，得到处理后的各个分解层的高频系数，其中，软阈值处理方法中的软阈值T₁，即为谱减后的语音信号经过小波变换后得到的低频分量的算术平均值；然后依据处理后的各个分解层的高频系数与小波信号的最后一层的低频系数进行小波逆变换，得到最终降噪后的语音信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于谱减法和小波变换的语音降噪方法，其特征在于，步骤4)包括：

(1)对含噪语音信号进行加窗分帧；

(2)通过计算每一帧含噪语音信号的离散傅里叶变换，得到每一帧含噪语音信号的幅值|X_i(k)|、相位角和噪声段的能量D(k)；

式中，X_i(k)表示第i帧含噪语音信号第k个点的离散傅里叶变换，k∈0,1,…,N-1，n∈0,1,…,N-1；

(3)根据幅值|X_i(k)|和噪声段的能量D(k)计算进行谱减后的幅值

式中，a和b是两个常数，a是过减因子，b是增益补偿因子；

(4)根据谱减后的幅值和相位角进行快速傅里叶逆变换求出谱减后的语音信号