人工智能交互技术及应用 课件 第3章 基于语音处理工具的语音降噪

基于语音处理工具的语音降噪

理论人工智能交互技术——智能语音教学内容：场景引入语音降噪介绍延伸阅读教学目标：了解语音降噪的概念及工具本节要点2语音降噪介绍1场景引入3延伸阅读§1场景引入场景场景分析日常生活中的噪声干扰是不是周末大清早，还在睡懒觉，就被楼上的装修吵醒？是不是晚上听见小孩的哭闹、空调的震动、楼下有人说话搞得睡不着？是否早就忍受不了周围建筑工地上的噪音？场景引入噪声的干扰轻则影响心情重则影响听力场景引入当你站在地铁上、坐在车上，在空调教室中发呆时，为了听清音乐，你会做什么？第一反应：调大耳机音量导致听力损伤会漏音好的办法：降噪耳机场景引入生活中，由于各种原因会用手机录制一些会议、听课、培训等音频往往由于环境的影响，有一些噪音，影响录音的质量该怎么办？降噪工具？采用的技术场景引入语音降噪技术！§2语音降噪介绍语音降噪概念语音降噪方法语音降噪工具§2语音降噪介绍语音降噪概念语音降噪方法语音降噪工具※什么是语音降噪？（重点内容1）AudioDenoise现实生活中，语音信号一般都带有噪声干扰简单的说，就是利用技术将带有噪声的语音进行噪声抑制、降低，提取出有用的语音信号语音降噪概念※什么是语音降噪？（重点内容1）语音降噪的信号模型语音降噪概念

语音噪声种类根据噪声对语音频谱的干扰方式不同，可以把噪声分为加性噪声和乘性噪声加性噪声：当噪声对语音的干扰表现为两者信号在时域进行相加时，该噪声被称为加性噪声乘性噪声：噪声和语音在频域是相乘的关系，在时域则是卷积关系，因此也称为卷积噪声语音降噪概念语音信号中加性噪声的类型语音降噪概念噪声类型例子描述特点噪声类型平稳噪声冰箱电机运行噪声统计特性（如均值、方差等）在长时间内基本保持不变非平稳噪声雷声强度、频率成分等统计特性随时间发生剧烈变化，如雷声忽大忽小、忽高忽低汽车启动和加速噪声发动机声音从轻微的怠速声逐渐变为强烈的轰鸣声，频率和振幅不断变化白噪声电视无信号时的雪花屏噪声由频率范围很宽的随机信号组成，各个频率分量的功率谱密度相同有色噪声-粉红噪声自然界中的瀑布声、雨声功率谱密度与频率成反比关系，能量在低频部分较多，随着频率升高能量逐渐减少

语音降噪概念降噪前降噪后

语音降噪概念已知某信号源的发送功率为10mW，信号传输到接收端时的噪声功率为0.1mW。请计算信噪比。

语音降噪方法

语音降噪方法

§2语音降噪介绍语音降噪概念语音降噪方法语音降噪工具语音降噪方法语音降噪方法

无监督语音降噪算法谱减法基于统计模型的方法有监督语音降噪算法基于模型的方法深度神经网络类算法语音降噪简单方法LMS自适应滤波器谱减法维纳滤波法语音降噪方法

语音降噪方法

参考：/godloveyuxu/article/details/69225790※谱减法效果展示（时域）

语音降噪方法

参考：/godloveyuxu/article/details/69225790

※谱减法效果展示（频域）

语音降噪方法

参考：/godloveyuxu/article/details/69225790

谱减法优点算法简单、运算量小，便于实现快速处理往往能够获得较高的输出信噪比，被广泛采用缺点处理后会产生具有一定节奏性起伏、听上去类似音乐的“音乐噪声”语音降噪方法

参考：/godloveyuxu/article/details/69225790“音乐噪声”转换到频域后，峰值听起来就像帧与帧之间频率随机变化的多频音这种情况在清音段尤其明显半波整流引起的“噪声”通常导致音乐噪声的原因主要有：对谱减算法中的负数部分进行了非线性处理对噪声谱的估计不准抑制函数（增益函数）具有较大的可变性语音降噪方法

参考：/godloveyuxu/article/details/69225790改进的谱减法非线性谱减多带谱减法MMSE谱减算法扩展谱减法自适应增益平均的谱减选择性谱减法基于感知特性的谱减…语音降噪方法

/leixiaohua1020/article/details/47276353※语音降噪方法（重点内容3）谱减法处理流程语音降噪方法

带噪声的语音FFT噪声估计…谱减幅值变换IFFT…降噪后的语音谱减法语音降噪简单方法LMS自适应滤波器谱减法维纳滤波法语音降噪方法

语音降噪方法

参考：/godloveyuxu/article/details/69225790§2语音降噪介绍语音降噪概念语音降噪方法语音降噪工具语音降噪使用的工具，供参考：PyAudiolibrosa…语音降噪工具理论：基于语音处理工具的语音降噪

视频要点场景引入语音降噪介绍§3延伸阅读语音降噪难点语音降噪的应用§3延伸阅读语音降噪难点语音降噪的应用怎样进行语音降噪呢？先看一看语音降噪的一些难点语音降噪难点1语音的特殊性问题2噪声的不确定性问题3非加性噪声处理问题难点1：语音的特殊性问题语音不像图像有固定大小并且高度结构化可以随意变长短可以随意变强度/响度可以一会儿说话一会儿不说话任何东西都可能成为噪声语音降噪难点难点2：噪声的不确定性问题任何东西都可能成为噪声噪声的种类/响度是无穷无尽并且时变的永远不知道一个音频里有多少个不同的产生噪声的音源语音降噪难点难点3：非加性噪声处理问题非加性噪声延迟类的噪声例：房间混响、回声延迟类噪声，目前没有真正特别有效的方法语音降噪难点§3延伸阅读语音降噪难点语音降噪的应用语音降噪应用设备/软件降噪耳机降噪麦克风带降噪功能的拾音APP语音降噪应用谢谢大家赶快录制音频去试试手吧基于语音处理工具的语音降噪

实验智能语音技术与应用实验内容：语音处理工具的使用方法语音降噪实战延伸阅读实验目标：了解语音处理工具使用方法了解语音降噪的流程本节要点3延伸阅读1语音处理工具的使用方法2语音降噪实战§1语音处理工具的使用方法

语音处理工具librosa的介绍librosa的安装§1语音处理工具的使用方法

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librosa的功能：音频处理特征提取绘制声音图形语音处理工具librosa的介绍§1语音处理工具的使用方法

语音处理工具librosa的介绍librosa的安装librosa的安装librosa目前的版本：0.7.2/0.8.0Windows:pipinstalllibrosalibrosa的安装§2语音降噪实战加载语音降噪处理相关模块实现语音降噪实验效果及评价§2语音降噪实战加载语音降噪处理相关模块实现语音降噪实验效果及评价加载语音降噪处理相关模块降噪模块加载语音降噪处理相关模块降噪模块§2语音降噪实战加载语音降噪处理相关模块实现语音降噪实验效果及评价语音降噪流程实现语音降噪给出音频存放路径调用语音降噪模块输出降噪后音频123语音降噪实现，代码如下实现语音降噪

§2语音降噪实战加载语音降噪处理相关模块实现语音降噪实验效果及评价效果演示实验效果及评价

降噪前降噪后效果评价采用的语音降噪方法（谱减法）能够将估计的噪声的功率谱并将其从嘈杂语音中减去，但容易产生“无中生有”的音乐噪声采用的语音降噪方法（谱减法）对平稳噪声的抑制效果比较显著，但是对于非平稳噪声，其往往不能得到很好的降噪效果实验效果评价

实验：基于语音处理工具的语音降噪

视频要点语音处理工具的使用方法语音降噪实战§3延伸阅读语音降噪模块解读工具教程§3延伸阅读语音降噪模块解读工具教程定义类进行语音噪声去除（使用谱减法）定义特殊方法__init__，用于初始化类的参数定义方法get_noise_data，用于获取噪声数据定义方法noise_reduce，用于语音的噪声去除语音降噪模块解读定义类进行语音噪