[發明專利]基于分數傅里葉變換的二維維納濾波的取證語音增強方法

無效

• 申請號: 201010259828.0
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN101950563A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 包永強;鄒采榮;趙力;奚吉;王開;魏昕;唐加能
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G10L21/02
• 分類號: G10L21/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種基于分數傅里葉變換的二維維納濾波的取證語音增強方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)分數傅里葉變換域

輸入語音序列s(n)的a_i階分數傅里葉變換算法如下：

Sai(u)=Fai(s(n))]]>

=1-jcotai2π∫-∞+∞exp(ju2+n22cota-junsinai)s(t)dtai≠mπs(n)ai=2mπs(-n)ai=(2m±1)π]]>

式中，O＜|p|＜2，i＝l，2，...，16，m為整數，j為虛數單位；

(2)取模

為的實部，為的虛部，的模如下：

|Sai(u)|=(Re(Sai(u)))2+(Im(Sai(u)))2;]]>

(3)二維漢明窗

二維漢明窗h(l，k)：

h(l,k)=(0.54-0.46cos(2πl255))(0.54-0.46cos(2πk15)),]]>

上式中l∈[0，255]，k∈[0，15]；

(4)二維維納濾波

|S^(i,j)|2=|X(i,j)|2-|N^(i,j)|2=|X(i,j)|2(1-|N^(i,j)|2|X(i,j)|2),]]>

其中為目標信號譜的估計幅度，|X(i，j)|為濾波前的目標信號譜的幅度，噪聲信號譜的估計幅度；

則可得二維維納濾波如下：

S^(i,j)=X(i,j)H(u,v),]]>

=X(i,j)max(1-1SNR(u,v),β),]]>

上式中β≥0，以保證傳輸函數H(u，v)＞0，

SNR(u,v)=|X^(u,v)|2|N^(u,v)|2,]]>

上式中：

|X^(u,v)|=Σi=v-1v+1Σj=u-1j=u+1|X(i,j)|,]]>

|N^(u,v)|=Σi=v-1v+1Σj=u-1j=u+1|N(i,j)|;]]>

(5)分數傅里葉逆變換

為a_i階分數傅里葉變換域上的估計語音：

＝S_i(u)exp(-jΔθ_i(u))，

上式中分別為a_i階分數傅里葉變換域上含噪語音、純凈語音的相位譜，Δθ_i(u)為相位誤差；

Δθ_i(u)＝ε_iu/sina_i，

ε_i為均值較小的隨機變量，則有：

S^i(t)=F-ai[Si(u)exp(-jϵiu)]]]>

=1+jcotai2π∫-∞+∞exp(j(u2+n2)cosai-2u(n-ϵi)-2sinai)Si(u)du,]]>

為的時域形式；

(6)線性合并

令n′＝n-ε_i，代入上式并化簡整理可得：

S^i(n)=RES(exp(-jϵi2cos2ai+2ϵitcosai2sinai))s(n-ϵi),]]>

由于ε_i為均值較小的隨機變量，則有：

S^i(n)≈s(n-ϵi),]]>

那么線性合并后可得：

s^(n)=1MΣi=1M[s(n-ϵi)],]]>

當信號路數M→∞時，則有：

s^(n)=E[s(n-ϵi)],]]>

由于語音信號為短時平穩隨機過程，則有：

s^(n)=s(n-τ0),]]>

式中τ₀為時延常數。