为了解决单声道语音增强问题，已经进行了大量研究，以通过在语音混合物或时间域中学到的内域进行操作来增强语音，或者在时间域中 - 固定的全乐队短时间傅立叶的频率域变换（STFT）频谱图。最近，已经提出了一些关于基于子频段的语音增强的研究。通过通过子兰频谱图上的操作增强语音，这些研究表明了DNS2020基准数据集上的竞争性能。尽管有吸引力，但这个新的研究方向尚未得到充分探索，并且仍然有改进的余地。因此，在这项研究中，我们深入研究了最新的研究方向，并提出了一个基于子兰的语音增强系统，具有感知动机的优化和双重变换，称为PT-FSE。特别是，我们提出的PT-FSE模型通过三项努力改善了其主链（一种全频段和子融合模型）。首先，我们设计了一个旨在加强全局频率相关性的频率变换模块。然后引入时间转换以捕获远距离时间上下文。最后，提出了一种新的损失，具有人类听觉感知的性质杠杆作用，以促进该模型专注于低频增强。为了验证我们提出的模型的有效性，在DNS2020数据集上进行了广泛的实验。实验结果表明，我们的PT-FSE系统在其骨架上取得了重大改进，但也比当前的最新面积胜过，而比SOTA小27％。在基准数据集上，NB-PESQ平均为3.57，我们的系统提供了迄今报告的最佳语音增强结果。

最近在各种语音域应用中提出了卷积增强的变压器（构象异构体），例如自动语音识别（ASR）和语音分离，因为它们可以捕获本地和全球依赖性。在本文中，我们提出了一个基于构型的度量生成对抗网络（CMGAN），以在时间频率（TF）域中进行语音增强（SE）。发电机使用两阶段构象体块编码大小和复杂的频谱图信息，以模拟时间和频率依赖性。然后，解码器将估计分解为尺寸掩模的解码器分支，以滤除不需要的扭曲和复杂的细化分支，以进一步改善幅度估计并隐式增强相信息。此外，我们还包括一个度量歧视器来通过优化相应的评估评分来减轻度量不匹配。客观和主观评估表明，与三个语音增强任务（DeNoising，dereverberation和Super-Losity）中的最新方法相比，CMGAN能够表现出卓越的性能。例如，对语音库+需求数据集的定量降解分析表明，CMGAN的表现优于以前的差距，即PESQ为3.41，SSNR为11.10 dB。

课程学习开始在语音增强区中茁壮成长，使原始频谱估计任务将原始频谱估计任务分成多个更容易的子任务以实现更好的性能。由此，我们提出了一种双分支关注变压器，称为DB-Aiat，以并行地处理光谱的粗糙和细粒度。根据互补视角，提出了一种幅度掩蔽分支以粗略地估计整体幅度谱，并且同时设计复杂的精制分支，设计成补偿缺失的光谱细节和隐式导出的相位信息。在每个分支机构内，我们提出了一种新的注意力互感器的模块，以替换用于时间序列建模的传统RNN和时间卷积网络。具体地，提出的注意力变压器包括自适应时间 - 频率注意力变压器块和自适应分层关注模块，旨在捕获长期时间频率依赖性以及进一步聚合全局分层上下文信息。语音库+需求的实验结果表明，DB-AIAT在以前的高级系统上产生了最先进的性能（例如，3.31 PESQ，95.6％的STOI和10.79dB SSNR），其型号尺寸相对较小（2.81米）。

由于使用深度学习模型作为基本功能，语音增强（SE）的性能已大大提高。本文中，我们提出了一种感知对比度拉伸（PC）方法，以进一步提高SE性能。 PC是基于临界频带重要性函数得出的，并应用于修改SE模型的目标。具体而言，目标特征的对比是根据感知重要性拉伸的，从而提高了整体SE性能。与基于后处理的实现相比，将PC纳入培训阶段可以保留性能并减少在线计算。值得注意的是，PC可以与不同的SE模型架构和训练标准结合使用。此外，PC不影响SE模型训练的因果关系或收敛性。 VoiceBank按需数据集的实验结果表明，所提出的方法可以在因果关系（PESQ得分= 3.07）和非causal（PESQ分数= 3.35）SE任务上实现最先进的表现。

Deep neural networks (DNN) techniques have become pervasive in domains such as natural language processing and computer vision. They have achieved great success in these domains in task such as machine translation and image generation. Due to their success, these data driven techniques have been applied in audio domain. More specifically, DNN models have been applied in speech enhancement domain to achieve denosing, dereverberation and multi-speaker separation in monaural speech enhancement. In this paper, we review some dominant DNN techniques being employed to achieve speech separation. The review looks at the whole pipeline of speech enhancement from feature extraction, how DNN based tools are modelling both global and local features of speech and model training (supervised and unsupervised). We also review the use of speech-enhancement pre-trained models to boost speech enhancement process. The review is geared towards covering the dominant trends with regards to DNN application in speech enhancement in speech obtained via a single speaker.

最近，卷积增强的变压器（构象异构体）在自动语音识别（ASR）和时间域语音增强（SE）中实现了有希望的表现，因为它可以捕获语音信号中的本地和全局依赖性。在本文中，我们在时间频率（TF）域中提出了SE的基于构型的度量生成对抗网络（CMGAN）。在发电机中，我们利用两阶段的构象体块来通过对时间和频率依赖性进行建模来汇总所有幅度和复杂的频谱图。大小和复杂谱图的估计在解码器阶段被解耦，然后共同掺入以重建增强的语音。此外，通过优化相应的评估评分，采用了度量歧视器来进一步提高增强估计语音的质量。语音库+需求数据集的定量分析表明，CMGAN在优于以前的模型的功能，即PESQ为3.41，SSNR为11.10 dB。

在多方转换方案中，重叠的语音检测（OSD）对于语音应用至关重要。尽管进行了许多研究工作和进展，与语音活动检测（VAD）相比，OSD仍然是一个开放的挑战，其总体表现远非令人满意。大多数先前的研究通常将OSD问题作为标准分类问题提出，以识别二进制（OSD）或三级标签（联合VAD和OSD）的语音。与主流相反，本研究从新的角度研究了联合VAD和OSD任务。特别是，我们建议使用多EXIT体系结构扩展传统的分类网络。这样的体系结构使我们的系统具有独特的功能，可以使用早期出口的低级功能或上次出口的高级功能来识别类。此外，采用了两种培训方案，知识蒸馏和密集的联系，以进一步提高我们的系统性能。基准数据集（AMI和DIHARD-III）的实验结果验证了我们提出的系统的有效性和通用性。我们的消融进一步揭示了拟议方案的互补贡献。在AMI上的$ F_1 $得分为0.792，而Dihard-III上的0.625分数，我们提出的系统在这些数据集上的表现优于几个顶级性能模型，但在两个数据集中也超过了当前的最新型号。除了性能收益外，我们提出的系统还为质量复杂性权衡提供了另一个吸引人的潜力，这是有效的OSD部署的高度优先。

在这项研究中，我们提出了一种跨域多目标语音评估模型，即MOSA-net，可以同时估算多个语音评估度量。更具体地，MOSA-Net旨在基于作为输入的测试语音信号来估计语音质量，可懂度和失真评估分数。它包括用于表示提取的卷积神经网络和双向长短期存储器（CNN-BLSTM）架构，以及每个评估度量的乘法注意层和完全连接的层。此外，来自自我监督学习模型的跨域特征（光谱和时域特征）和潜在的表示用作将丰富的声学信息与不同语音表示相结合的输入，以获得更准确的评估。实验结果表明，MOSA-Net可以精确地预测语音质量（PESQ），短时间客观可懂度（STOI）和语音失真指数（SDI）分数的感知评估，并且在噪声下进行了测试，并且在任何看法测试下都有增强的语音话语条件（测试扬声器和训练集中涉及的噪音类型）或看不见的测试条件（其中测试扬声器和噪声类型不参与训练集）。鉴于确认的预测能力，我们进一步采用了MOSA网的潜在表示来引导语音增强（SE）过程，并导出了质量清晰度（QI）-AWARE SE（QIA-SE）方法。实验结果表明，与客观评估指标和定性评估测试相比，QIA-SE与基线SE系统相比提供了卓越的增强性能。

Single-channel, speaker-independent speech separation methods have recently seen great progress. However, the accuracy, latency, and computational cost of such methods remain insufficient. The majority of the previous methods have formulated the separation problem through the time-frequency representation of the mixed signal, which has several drawbacks, including the decoupling of the phase and magnitude of the signal, the suboptimality of time-frequency representation for speech separation, and the long latency in calculating the spectrograms. To address these shortcomings, we propose a fully-convolutional time-domain audio separation network (Conv-TasNet), a deep learning framework for end-to-end time-domain speech separation. Conv-TasNet uses a linear encoder to generate a representation of the speech waveform optimized for separating individual speakers. Speaker separation is achieved by applying a set of weighting functions (masks) to the encoder output. The modified encoder representations are then inverted back to the waveforms using a linear decoder. The masks are found using a temporal convolutional network (TCN) consisting of stacked 1-D dilated convolutional blocks, which allows the network to model the long-term dependencies of the speech signal while maintaining a small model size. The proposed Conv-TasNet system significantly outperforms previous time-frequency masking methods in separating two-and three-speaker mixtures. Additionally, Conv-TasNet surpasses several ideal time-frequency magnitude masks in two-speaker speech separation as evaluated by both objective distortion measures and subjective quality assessment by human listeners. Finally, Conv-TasNet has a significantly smaller model size and a shorter minimum latency, making it a suitable solution for both offline and real-time speech separation applications. This study therefore represents a major step toward the realization of speech separation systems for real-world speech processing technologies.

使用多个麦克风进行语音增强的主要优点是，可以使用空间滤波来补充节奏光谱处理。在传统的环境中，通常单独执行线性空间滤波（波束形成）和单通道后过滤。相比之下，采用深层神经网络（DNN）有一种趋势来学习联合空间和速度 - 光谱非线性滤波器，这意味着对线性处理模型的限制以及空间和节奏单独处理的限制光谱信息可能可以克服。但是，尚不清楚导致此类数据驱动的过滤器以良好性能进行多通道语音增强的内部机制。因此，在这项工作中，我们通过仔细控制网络可用的信息源（空间，光谱和时间）来分析由DNN实现的非线性空间滤波器的性质及其与时间和光谱处理的相互依赖性。我们确认了非线性空间处理模型的优越性，该模型在挑战性的扬声器提取方案中优于Oracle线性空间滤波器，以低于0.24的POLQA得分，较少数量的麦克风。我们的分析表明，在特定的光谱信息中应与空间信息共同处理，因为这会提高过滤器的空间选择性。然后，我们的系统评估会导致一个简单的网络体系结构，该网络体系结构在扬声器提取任务上的最先进的网络体系结构优于0.22 POLQA得分，而CHIME3数据上的POLQA得分为0.32。

基于深度学习（DL）的语音增强方法通常优化，以最小化干净和增强语音功能之间的距离。这些经常导致语音质量改善，但它们缺乏普遍化，并且可能无法在实际嘈杂情况下提供所需的语音可懂度。为了解决这些挑战，研究人员已经探索了智能性（I-O）丢失函数和用于更强大的语音增强（SE）的视听（AV）信息的集成。在本文中，我们介绍了基于DL的I-O SE算法利用AV信息，这是一种新颖且以前未开发的研究方向。具体而言，我们介绍了一个完全卷积的AV SE模型，它使用改进的短时客观可懂度（STOI）度量作为培训成本函数。据我们所知，这是第一个利用基于I-O的I-O的损耗函数的AV模式集成的第一项工作。比较实验结果表明，我们提出的I-O AV SE框架优于与传统距离的损耗功能训练的仅音频（AO）和AV模型，就标准客观的扬声器和噪声处理。

生成的对抗网络最近在神经声音中表现出了出色的表现，表现优于最佳自动回归和基于流动的模型。在本文中，我们表明这种成功可以扩展到有条件音频的其他任务。特别是，在HIFI Vocoders的基础上，我们为带宽扩展和语音增强的新型HIFI ++一般框架提出了新颖的一般框架。我们表明，通过改进的生成器体系结构和简化的多歧视培训，HIFI ++在这些任务中的最先进的情况下表现更好或与之相提并论，同时花费大量的计算资源。通过一系列广泛的实验，我们的方法的有效性得到了验证。

最近，基于扩散的生成模型已引入语音增强的任务。干净的语音损坏被建模为固定的远期过程，其中逐渐添加了越来越多的噪声。通过学习以嘈杂的输入为条件的迭代方式扭转这一过程，可以产生干净的语音。我们以先前的工作为基础，并在随机微分方程的形式主义中得出训练任务。我们对基础分数匹配目标进行了详细的理论综述，并探索了不同的采样器配置，以解决测试时的反向过程。通过使用自然图像生成文献的复杂网络体系结构，与以前的出版物相比，我们可以显着提高性能。我们还表明，我们可以与最近的判别模型竞争，并在评估与培训不同的语料库时获得更好的概括。我们通过主观的听力测试对评估结果进行补充，其中我们提出的方法是最好的。此外，我们表明所提出的方法在单渠道语音覆盖中实现了出色的最新性能。我们的代码和音频示例可在线获得，请参见https://uhh.de/inf-sp-sgmse

在这项工作中，我们提出了清洁nunet，这是原始波形上的因果语音deno的模型。所提出的模型基于编码器架构，并结合了几个自我注意块，以完善其瓶颈表示，这对于获得良好的结果至关重要。该模型通过在波形和多分辨率光谱图上定义的一组损失进行了优化。所提出的方法在各种客观和主观评估指标中的言语质量方面优于最先进的模型。

主动演讲者的检测和语音增强已成为视听场景中越来越有吸引力的主题。根据它们各自的特征，独立设计的体系结构方案已被广泛用于与每个任务的对应。这可能导致模型特定于任务所学的表示形式，并且不可避免地会导致基于多模式建模的功能缺乏概括能力。最近的研究表明，建立听觉和视觉流之间的跨模式关系是针对视听多任务学习挑战的有前途的解决方案。因此，作为弥合视听任务中多模式关联的动机，提出了一个统一的框架，以通过在本研究中通过联合学习视听模型来实现目标扬声器的检测和语音增强。

神经音频/语音编码表明其能力比最近的传统方法低得多的比特率。但是，现有的神经音频/语音编解码器采用声学特征或具有卷积神经网络的学术盲功能来编码，通过该特征，编码功能中仍有时间冗余。本文将潜在域预测性编码引入VQ-VAE框架中，以完全删除此类冗余，并以端到端的方式提出了低延迟神经语音编码的TF-CODEC。具体而言，提取的特征是根据过去量化潜在框架的预测进行编码的，以便进一步删除时间相关性。更重要的是，我们在时间频输入上引入了可学习的压缩，以适应对不同比特率的主要频率和细节的关注。提出了一种基于距离映射和Gumbel-softmax的可区分矢量量化方案，以更好地模拟具有速率约束的潜在分布。多语言语音数据集的主观结果表明，在40ms的潜伏期中，提议的1kbps的TF-Codec可以比Opus 9Kbps和3Kbps的TF-Codec取得更好的质量，而3Kbps的表现都优于EVS 9.6kbps和Opus 12kbps。进行了许多研究以显示这些技术的有效性。

Recently, many deep learning based beamformers have been proposed for multi-channel speech separation. Nevertheless, most of them rely on extra cues known in advance, such as speaker feature, face image or directional information. In this paper, we propose an end-to-end beamforming network for direction guided speech separation given merely the mixture signal, namely MIMO-DBnet. Specifically, we design a multi-channel input and multiple outputs architecture to predict the direction-of-arrival based embeddings and beamforming weights for each source. The precisely estimated directional embedding provides quite effective spatial discrimination guidance for the neural beamformer to offset the effect of phase wrapping, thus allowing more accurate reconstruction of two sources' speech signals. Experiments show that our proposed MIMO-DBnet not only achieves a comprehensive decent improvement compared to baseline systems, but also maintain the performance on high frequency bands when phase wrapping occurs.

我们提出了一种可扩展高效的神经波形编码系统，用于语音压缩。我们将语音编码问题作为一种自动汇总任务，其中卷积神经网络（CNN）在其前馈例程期间执行编码和解码作为神经波形编解码器（NWC）。所提出的NWC还将量化和熵编码定义为可培训模块，因此在优化过程期间处理编码伪像和比特率控制。通过将紧凑的模型组件引入NWC，如Gated Reseal Networks和深度可分离卷积，我们实现了效率。此外，所提出的模型具有可扩展的架构，跨模块残差学习（CMRL），以覆盖各种比特率。为此，我们采用残余编码概念来连接多个NWC自动汇总模块，其中每个NWC模块执行残差编码以恢复其上一模块已创建的任何重建损失。 CMRL也可以缩小以覆盖下比特率，因为它采用线性预测编码（LPC）模块作为其第一自动化器。混合设计通过将LPC的量化作为可分散的过程重新定义LPC和NWC集成，使系统培训端到端的方式。所提出的系统的解码器在低至中等比特率范围（12至20kbps）或高比特率（32kbps）中的两个NWC中的一个NWC（0.12百万个参数）。尽管解码复杂性尚不低于传统语音编解码器的复杂性，但是从其他神经语音编码器（例如基于WVENET的声码器）显着降低。对于宽带语音编码质量，我们的系统对AMR-WB的性能相当或卓越的性能，并在低和中等比特率下的速度试验话题上的表现。所提出的系统可以扩展到更高的比特率以实现近透明性能。

从语音音频中删除背景噪音一直是大量研究和努力的主题，尤其是由于虚拟沟通和业余声音录制的兴起，近年来。然而，背景噪声并不是唯一可以防止可理解性的不愉快干扰：混响，剪裁，编解码器工件，有问题的均衡，有限的带宽或不一致的响度同样令人不安且无处不在。在这项工作中，我们建议将言语增强的任务视为一项整体努力，并提出了一种普遍的语音增强系统，同时解决了55种不同的扭曲。我们的方法由一种使用基于得分的扩散的生成模型以及一个多分辨率调节网络，该网络通过混合密度网络进行增强。我们表明，这种方法在专家听众执行的主观测试中大大优于艺术状态。我们还表明，尽管没有考虑任何特定的快速采样策略，但它仅通过4-8个扩散步骤就可以实现竞争性的目标得分。我们希望我们的方法论和技术贡献都鼓励研究人员和实践者采用普遍的语音增强方法，可能将其作为一项生成任务。

以前的研究已经证实了利用明晰度信息达到改善的语音增强（SE）性能的有效性。通过使用铰接特征的地点/方式增强原始声学特征，可以引导SE过程考虑执行增强时输入语音的剖视特性。因此，我们认为关节属性的上下文信息应包括有用的信息，并可以进一步利用不同的语言。在这项研究中，我们提出了一个SE系统，通过优化英语和普通话的增强演讲中的上下文清晰度信息来提高其性能。我们通过联合列车与端到端的自动语音识别（E2E ASR）模型进行联合列车，预测广播序列（BPC）而不是单词序列的序列。同时，开发了两种培训策略，以基于基于BPC的ASR：多任务学习和深度特征培训策略来培训SE系统。 Timit和TMhint DataSet上的实验结果证实了上下文化学信息促进了SE系统，以实现比传统声学模型（AM）更好的结果。此外，与用单声道ASR培训的另一SE系统相比，基于BPC的ASR（提供上下文化学信息）可以在不同的信噪比（SNR）下更有效地改善SE性能。