[發明專利]一種基于譜減與自適應子帶對數能熵積的語音檢測方法

在審

• 申請號: 202111676584.0
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114530161A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 張洪德;李曉毅;韓鑫怡;栗鐵樁;吳尚峰;劉學;薛元元;高仙
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G10L21/0232
• 分類號: G10L21/0232;G10L21/0264;G10L25/03;G10L25/78
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 王鴻遠

1.一種基于譜減與自適應子帶對數能熵積的語音檢測方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：對帶噪語音信號首先進行預處理，包括分幀，歸一化以及預加重，同時設置一個頻率門限，僅保留頻率在100Hz～3500Hz范圍內的部分；

步驟2：使用自適應參數的多窗譜估計譜減法對預處理后帶噪語音信號進行降噪處理，得到增強語音信號；

步驟3：計算獲得增強語音信號的子帶能量；

步驟4：通過子帶能量計算獲得每幀信號的歸一化最小帶能量參數；

步驟5：根據改進后的有效子帶個數與歸一化最小帶能量參數的關系計算出對應信號幀的有效子帶個數；

步驟6：根據每幀信號的有效子帶個數，計算增強語音信號的自適應子帶對數能量和自適應子帶譜熵；

步驟7：根據步驟6中計算得到的自適應子帶對數能量和自適應子帶譜熵，計算獲得待測增強語音信號的自適應子帶對數能熵積，并將自適應子帶對數能熵積進行中值平滑處理；

步驟8：設定動態閾值門限，以經過中值平滑處理后的自適應子帶對數能熵積作為檢測特征參數，使用單參數動態閾值的雙門限檢測方法進行語音檢測；

步驟9：最后利用檢測得到的語音端點信息劃分原始語音信號，輸出檢測完成的各個語音片段。

2.根據權利要求1所述的基于譜減與自適應子帶對數能熵積的語音檢測方法，其特征在于上述步驟S1的具體過程為：

令噪聲為加性噪聲，對于第i幀帶噪信號y_i(m)首先求出其平均幅度譜

其中，平均幅度譜表示以第i幀信號為中心前后各取j幀，這里前后幀數設置為M即總共2M+1幀進行平滑求平均。

然后對信號y_i(m)進行多窗譜估計，求得其多窗譜功率譜為：

P(k,i)＝PMTM[y_i(m)]

式中，PMTM多窗譜估計函數，i和k分別表示第i幀信號和第k條譜線；

使用計算信號平均幅度譜的方法求得信號y_i(m)的平均多窗譜功率譜為：

通過平均多窗譜功率譜計算得到多窗譜估計的譜減增益值g(k,i)為：

式中，N表示幀長，Y_i(k)為第i幀信號的幅度譜，而為前NIS幀無話語音段的幅度譜的均值；表示噪聲的平均多窗譜功率譜，即通過選取前NIS幀信號求其平均獲得；α和β分別為過減因子以及增益補償因子。

3.根據權利要求2所述的基于譜減與自適應子帶對數能熵積的語音檢測方法，其特征在于上述步驟S2的具體過程為：通過多窗譜估計的譜減增益值g(k,i)計算譜減后的幅度譜并結合原始信號相位譜θ_i(k)重構得到增強信號

4.根據權利要求3所述的基于譜減與自適應子帶對數能熵積的語音檢測方法，其特征在于上述步驟S3的具體過程為：

設將長度為N的第i幀的信號劃分為N_b個子帶，每個子帶長度為n，計算出第i幀信號的第m個子帶的子帶能量為E_b(i,m)：

5.根據權利要求4所述的基于譜減與自適應子帶對數能熵積的語音檢測方法，其特征在于上述步驟S4的具體過程為：

根據子帶能量為E_b(i,m)，求出第i幀信號的歸一化最小帶能量參數NMinBE(i)：

6.根據權利要求5所述的基于譜減與自適應子帶對數能熵積的語音檢測方法，其特征在于上述步驟S5的具體過程為：

計算得出第i幀信號的有效子帶個數Nub(i)：