只有输入语音,如何基于小波降噪写变步长的widrow-hoff lms算法进行语音降噪的代码
时间: 2024-03-09 07:45:04 浏览: 134
基于小波变换的语音降噪分析与实现
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好的,下面是一个基于小波降噪和变步长的widrow-hoff lms算法的语音降噪代码示例:
```python
import pywt
import numpy as np
# 定义小波变换函数
def wavelet_transform(signal, wavelet='db4', level=1):
coeffs = pywt.wavedec(signal, wavelet, level=level)
return coeffs
# 定义小波反变换函数
def inverse_wavelet_transform(coeffs, wavelet='db4'):
reconstructed_signal = pywt.waverec(coeffs, wavelet)
return reconstructed_signal
# 定义变步长widrow-hoff lms算法函数
def blms_filter(signal, desired_signal, mu=0.01, filter_len=32, delta=1e-5):
# 初始化滤波器系数
w = np.zeros(filter_len)
# 初始化误差序列
e = np.zeros(len(signal))
# 实现滤波器
for n in range(filter_len, len(signal)):
x = signal[n-filter_len:n]
y = np.dot(w, x)
e[n] = desired_signal[n] - y
norm_x = np.linalg.norm(x)
mu_n = mu / (delta + norm_x**2)
w += mu_n * e[n] * x
return e, w
# 定义语音降噪函数
def speech_denoising(signal, noise_level):
# 对语音信号进行小波变换
coeffs = wavelet_transform(signal)
# 分解出高频噪声信号
noise_coeffs = [np.zeros_like(coeffs[0])]
for i in range(1, len(coeffs)):
noise_coeffs.append(np.where(np.abs(coeffs[i]) < noise_level, 0, coeffs[i]))
# 对高频噪声信号进行小波反变换
noise_signal = inverse_wavelet_transform(noise_coeffs)
# 估计语音信号的频谱
speech_spectrum = np.abs(np.fft.fft(signal))
noise_spectrum = np.abs(np.fft.fft(noise_signal))
# 将语音信号和噪声信号的幅值谱相减得到理想的频谱
ideal_spectrum = np.maximum(speech_spectrum - noise_spectrum, 0)
# 将理想的频谱转换为期望输出信号
desired_signal = np.real(np.fft.ifft(ideal_spectrum))
# 使用变步长widrow-hoff lms算法进行滤波
e, w = blms_filter(signal, desired_signal)
# 通过滤波器估计语音信号
denoised_signal = np.convolve(signal, w, mode='same')
return denoised_signal
```
以上代码实现了一个基于小波降噪和变步长的widrow-hoff lms算法的语音降噪函数speech_denoising。该函数与之前的代码示例相似,不同之处在于使用了变步长的widrow-hoff lms算法进行滤波。在滤波器的更新过程中,使用了变步长系数mu_n,该系数可以根据输入信号的能量来自适应地调整步长大小,从而实现更好的降噪效果。
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