蔡文坚，王辅忠，张慧春，卢欢欢

(天津工业大学 理学院，天津 300387)

0 引 言

谱减法对噪声的估计值存在不可避免的误差，从而使输出的语音信号伴随有“音乐噪声”。另外谱减法使用含噪语音信号的相位谱代替噪声信号的相位谱，也严重影响了语音信号的输出质量。近年来，研究人员多次对谱减法进行改进[1-3]，但在低信噪比环境下，经谱减法输出的语音信号质量仍没有太大改善。

Benzi等提出随机共振的概念用以解释冰川周期古气象问题。近年来随机共振在信号噪声处理方面的应用得到了迅速的发展，成为人们在该领域研究的热点之一。与将噪声从含噪信号中分离的常见噪声处理方法不同，随机共振方法能够利用噪声能量来放大微弱信号[4]，从而在低信噪比情况下有效提高信号质量。

为了提高在低信噪比环境下输出语音的质量，本文提出了一种基于随机共振理论与谱减法的复合型语音增强方法。首先对含噪语音信号进行二次采样[5,6]随机共振预处理，将强噪声的部分能量转移到语音信号上，再将经预处理的语音信号进行增益平均[7,8]谱减处理。通过模拟仿真实验，计算并对比复合方法与谱减法降噪处理后语音信号的信噪比增益以及感知语音质量评估测度。

1 随机共振与谱减法

1.1 双稳态随机共振理论

非线性双稳随机共振系统可以由郎之万方程进行描述

(1)

(2)

将输入的微弱信号s(t)与噪声信号n(t)通过非线性双稳系统V(x)，三者间发生随机共振现象，产生协同效应，使噪声的一部分能量转移到微弱语音信号。……