Matlab数字信号处理——基于谱减法与LMS自适应滤波的语音增强系统设计与实现

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1.主要内容

在语音通信与语音识别领域,背景噪声的干扰会严重影响语音信号的质量与可识别性。为提升语音的清晰度和可懂度,语音增强技术应运而生。本文基于 MATLAB 平台,构建完整的语音增强系统,结合了传统谱减法(Spectral Subtraction)LMS自适应滤波器(Least Mean Squares Adaptive Filter),并通过信噪比(SNR)分析与可视化手段对比验证了系统的有效性。

(1)整体功能

读取语音信号;

加入背景噪声;

基于谱减法进行频域语音增强;

利用 LMS 自适应滤波器进一步精细增强;

计算增强前后 SNR;

可视化波形与语谱图。

(2)谱减法介绍

  • 传统谱减法

谱减法通过将语音信号转换到频域,对每一帧信号的幅度谱进行减噪,保持相位不变,从而重构时域增强信号。

关键步骤:帧间重叠(Overlap)+ 加窗处理(Hamming窗);FFT频域转换;估计噪声幅度谱并减去;重建频谱并IFFT回到时域;加窗归一化处理。

  • 自适应LMS谱减法

谱减后的信号仍存在部分残余噪声,本文进一步引入 LMS(最小均方误差)自适应滤波器,利用原始干净语音作为期望信号,调整滤波器系数最小化误差。

LMS核心迭代公式:

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2.实验结果

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3.代码链接获取

Matlab数字信号处理——基于谱减法与LMS自适应滤波的语音增强系统设计与实现

最后:

小编会不定期发布相关设计内容包括但不限于如下内容:信号处理、通信仿真、算法设计、matlab appdesigner,gui设计、simulink仿真......希望能帮到你!