深度神经网络驱动的语音带宽扩展技术

0 下载量 105 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 324KB PDF 举报
"基于深度神经网络的语音带宽扩展方法" 这篇研究论文提出了一种创新的语音带宽扩展技术,利用深度神经网络(DNNs)构建低频成分与高频成分之间的高阶特征空间。该技术旨在提高语音信号的频率范围,从而改善其质量和可理解性,尤其是在受限的频谱条件下。 作者团队包括来自北京理工大学、卡内基梅隆大学、中山大学SYSU-CMU联合工程学院、卡内基梅隆大学电子与计算机工程系以及SYSU-CMU顺德国际联合研究院的研究人员。他们设计了一个四层的DNN结构,这个结构是从级联的神经网络(NNs)和两个高斯伯努利受限玻尔兹曼机(GBRBMs)逐层训练而成的。 GBRBMs在这项工作中扮演了关键角色,分别用于建模低频和高频部分的频谱包络分布。这些模型能够捕捉到不同频率段内在的统计特性,从而更好地重建原始语音信号的高频信息。随后,神经网络被用来建模从两个GBRBMs提取的隐藏变量的联合分布。这种联合建模有助于捕捉低频和高频成分之间的复杂关系。 论文中的方法利用深度学习的表达能力和泛化能力,能够在训练数据的基础上学习到有效的特征表示。通过这种方式,即使在只包含低频信息的输入语音信号下,也能恢复出丢失的高频细节。这在语音压缩、无线通信、音频编码等领域具有广泛应用潜力,特别是在需要在有限带宽条件下传输高质量语音的场景。 此外,该方法可能还包括对损失函数的设计,以便优化模型在保留语音自然度和清晰度方面的性能。训练过程中可能采用了反向传播算法来更新网络权重,并可能使用了验证集进行超参数调优和过拟合控制。尽管论文没有详细说明具体的训练过程和实验结果,但可以推测该方法在一系列标准的语音质量评估指标上表现优秀,比如客观的频谱失真度测量和主观的MOS(Mean Opinion Score)评分。 这篇论文提出的深度学习驱动的语音带宽扩展技术为语音处理领域带来了新的解决方案,它利用深度神经网络的建模能力来恢复和增强语音信号的高频成分,有望在未来的技术发展中进一步提升语音通信的质量和用户体验。