基于MMSE改进的语音增强算法MATLAB实现

资 源 简 介

该项目提供一种优化的MMSE语音增强MATLAB实现，通过改进噪声估计和声学模型参数，显著提升非稳态噪声环境下语音信号的信噪比和可懂度，适用于实时语音处理应用。

详 情 说 明

基于MMSE改进的语音增强算法MATLAB实现

项目介绍

本项目实现了一种针对非稳态噪声环境的改进型最小均方误差（MMSE）语音增强算法。通过优化传统MMSE算法的噪声估计机制和声学模型，该方案能够有效跟踪时变噪声特性，显著提升带噪语音的信噪比和可懂度。算法核心包括动态噪声功率谱估计、语音存在概率计算、最优增益函数设计与后处理滤波，适用于多种复杂噪声场景下的语音增强任务。

功能特性

• 改进的MMSE估计：采用自适应更新策略，提高噪声估计在非平稳环境下的准确性
• 实时噪声跟踪：动态更新噪声功率谱密度，有效应对突发性噪声干扰
• 多模式后处理：结合谱减法与维纳滤波技术，平衡语音失真与噪声残留
• 全面性能评估：自动输出SNR提升值、频谱对比图、波形对比图等量化指标
• 参数可配置：支持帧长、信噪比阈值等关键参数灵活调整

使用方法

1. 准备输入数据：将待处理的单声道语音文件（.wav格式，建议8kHz-16kHz采样率）放置于指定目录
2. 参数设置：在main.m中调整以下参数：

- input_file: 输入语音文件路径 - frame_length: 帧处理长度（默认20ms） - SNR_threshold: 信噪比调节阈值

1. 执行增强：运行main.m主程序，算法将自动完成：

- 噪声功率谱初始估计 - 语音概率动态计算 - 多级增益优化 - 后处理滤波输出

1. 获取结果：程序自动生成：

- 增强后的语音文件（output_enhanced.wav） - 频谱对比图、波形对比图等分析图表 - 命令行输出的信噪比改善值和质量评估指标

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox, Audio System Toolbox
• 内存建议：至少4GB RAM（处理长音频时建议8GB以上）
• 磁盘空间：100MB可用空间

文件说明

主程序文件集成了完整的语音增强处理链路，包含信号分帧与加窗处理、基于最小统计量的初始噪声估计、结合先验信噪比与语音存在概率的增益因子计算、多通道谱增强核心算法、基于听觉掩蔽效应的后处理滤波模块，以及结果可视化与性能指标评估功能。