基于谱减法的语音增强MATLAB实现与效果评估

资 源 简 介

本项目在MATLAB中实现了经典的谱减法语音增强算法，包含信号分帧、加窗、FFT频谱分析及噪声功率谱估计等完整流程。通过从带噪语音中减去噪声频谱分量，有效提升语音质量，并提供处理前后对比评估。

详 情 说 明

基于谱减法的语音增强算法实现与效果评估

项目介绍

本项目实现了经典的语音增强算法——谱减法，通过对带噪语音的频谱进行分析，估计并减去噪声功率谱，从而恢复相对纯净的语音信号。系统包含完整的语音处理流程：信号预处理、分帧加窗、FFT频谱分析、噪声估计、谱减处理、信号重构和效果评估。项目还提供可视化功能，可对比显示原始带噪语音与增强后语音的时域波形、频谱图和语谱图。

功能特性

• 完整处理流程：实现从带噪语音输入到增强语音输出的完整谱减法处理链
• 参数可配置：支持帧长、帧移、过减因子、频谱下限等关键参数灵活调整
• 多维度评估：提供SNR、SSNR、PESQ等客观质量评估指标
• 丰富可视化：生成时域波形、频谱图和语谱图的对比分析图表
• 格式兼容：支持常见采样率（8000Hz-44100Hz）的WAV格式音频文件

使用方法

1. 准备输入音频：确保待处理的带噪语音为单声道WAV格式文件
2. 参数设置：根据需要调整以下参数：

- 帧长：20-40毫秒（推荐25ms） - 帧移：10-30毫秒（推荐10ms） - 过减因子：1-5（推荐2.5） - 频谱下限参数：-15至-40dB（推荐-25dB）

1. 运行程序：执行主程序，选择输入的带噪语音文件
2. 查看结果：程序自动生成增强后的语音文件和可视化对比图表

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 依赖工具箱：

- 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox） - 音频处理工具箱（Audio Toolbox） - PESQ评估（可选，需要安装PESQ相关工具箱）

文件说明

主程序文件整合了语音增强的核心处理流程，包含信号预处理、分帧加窗操作、短时傅里叶变换分析、噪声功率谱估计与更新机制、谱减运算处理、信号重构还原以及增强效果的客观质量评估等功能模块，同时提供处理前后的可视化对比展示能力。