1。4 论文结构

第1章 绪论，本章主要介绍了研究意义、现状、主要内容以及论文的主要结构；

第2章 语音增强的基础知识，简单介绍谱减法与wiener滤波法的基本概念；

第3章 简单介绍了基于DSP芯片的语音增强系统，主要对谱减法与wiener滤波法的语音增强算法进行仿真；

第4章 总结与展望。

2 语音增强的基本知识

语音信号处理是综合性很强的一门学科，其原理是利用数字信号处理技术对语音信号进行一系列的处理，由四个主要模块组成，主要包括语音合成，语音识别，语音增强和语音编码。每个分支的研究目标都不相同，这样就有多种多样的处理方法供我们采用，不过，正确利用语音信号携带的信息才是处理语音信号的目的，用简单的方法来解决实际的问题，这就需要对语音信号处理简单地叙述一下。

2。1 语音的产生

    肺部呼出的稳定气流是产生语音的能量。阀门是声带，即振动部件。声带振动会发生声音，就是基本的声源。每次开启到闭合的时间为一个振动周期，即基音周期，基音频率是其倒数，简称基频。声音频率的高低就由基频来决定，其具体情况由发音人的性别、年龄决定。语音中分浊音和清音，浊音由声带发出，轻音为其他源发出。

咽、口腔和鼻腔共同组成了声道，相当于是分布参数系统，某一频率放大时必然会衰减一些其它的频率分量。比如说话时，我们的舌头会一直运动，这样来带动声道的外形和尺寸，来变化声音的频率，这就是在变化谐振的每秒变化的次数。声音门路脉动序列包含着许多的谐波，而每秒变化的次数成分和声音通道的共同振动次数就可以相互影响，这样就可能会影响到音质。

2。2 人的听觉特性

说和听这两个方面基本就能组成语音通信系统，正常情况下人的听觉系统十分灵敏，人可接受的频率为：0。016kHz～16kHz 。当人耳同时听到两个响度不同的声音时，响度高的感受远高于响度低的，响度低的变得不易觉察，这就是掩蔽效应（Masking effect）。

2。3 语音信号产生的数字模型

    空气流激励声道产生语音，通过嘴唇和鼻孔发出，振动产生的语音声波利用介质来传播。数学模型可以满足目前绝大多数的研究和应用的要求，激励源、声道模型和辐射模型这三个部分可以组成一般模型。

图2-1  语音信号产生的数学模型

2。3。1 激励源模块

一般来说激励来源可分为浑浊声音和清楚声音，利用两者的开关能分辨出话语是其中哪个。为了让浊音的激励信号同样具有实际的波形，需要基因频率通过声门脉冲模型。而噪声机器会随机产生清音激励信号。文献综述

2。3。2 声道模型

一些均匀截面积的声管级联可以模拟为声道，利用流体力学的方法进行推导，N节级联的系统函数就是一个N阶的全极点函数，声道模型如公式（2-1）所示：

                                        (2-1)

其中p是全极点过滤谐波仪器的阶， ＝1， 为实数。p 变大，模块的传达关系式也会越接近于声道真正传输关系式，但也会提高计算的难度。

2。3。3 辐射参考模块

嘴与嘴唇是声音传达通道的末端，所以辐照参考模块需要与嘴型相关。而口唇端的辐射在高频端的影响比较显著，低频端时影响很小。口唇的辐射效应如公式（2-2）所示：

                                    (2-2）