matlab - 我想给嘈杂的音频添加更多的噪声，为什么我对信噪比的计算测试不正确

Question

从本质上讲，我只想录音，想降低信噪比。为简单起见，我提取了要测量信噪比的音频的特定部分，称为audio。我还从没有信号的区域中提取了一些背景噪声，称为backgroundnoise 我的数据在这里:
http://expirebox.com/download/bb9997de2dc5bae12fc7184dd2a0eb0f.html

由于这里提供了很多帮助:
Proper way to add noise to signal

我有 :

originalSNR=snr(audio-backgroundnoise,backgroundnoise) %initial calculation is 6.4762
desiredSNRindB = 5:-1:1;    %what I want to lower the snr down to
for desired_snr_db=desiredSNRindB
    est_signal= audio- backgroundnoise;

    %the original matlab equation for SNR is:
    %signalPow = rssq(x(:)).^2;
    %noisePow = rssq(y(:)).^2;
    %r = 10 * log10(signalPow / noisePow);
    %solving for noisePow we get
    rms_new = rssq(est_signal(:)).^2 / 10^(desired_snr_db / 10);

    %assuming rssq(new_noise).^2 = scale_factor * rssq(old).^2
    scale_factor = rms_new / rssq(backgroundnoise(:)).^2;

    new_noise = scale_factor * backgroundnoise;

    %add noise to our estimated signal
    new_signal = est_signal + new_noise; %you may need to do stretching
    %trimming to get the right sizes

    snr(new_signal-backgroundnoise,backgroundnoise)

end 

但问题是

我的测试序列末尾与desired_snr_db和

不同

如果desired_snr_db低，则snr升高。

有人可以帮忙吗？

Answer 1

明显的问题是:

scale_factor = rms_new / rssq(backgroundnoise(:)).^2;
new_noise = scale_factor * backgroundnoise;

更具体地说，第一行计算要应用于背景噪声功率的比例因子，而第二行则将其应用于背景噪声样本。要通过scale_factor缩放噪声功率，实际上您需要通过sqrt(scale_factor)缩放样本，如下所示:

scale_factor = sqrt(rms_new / rssq(backgroundnoise(:)).^2);
new_noise = scale_factor * backgroundnoise;

您提供的数据样本的另一个问题是首先如何处理背景噪声。实际上，直接从噪声信号中减去噪声片段可能会增加噪声，除非已仔细地获得了减去的噪声估计 vector ，以便在逐个样本的基础上将其与实际噪声很好地关联起来(您的样本似乎并非如此)。减去具有类似特征(例如噪声功率)的典型噪声样本根本不足以消除噪声。

通常，可以通过使用各种噪声消除技术之一来降低噪声。这些通常涉及使用adaptive filters或固定滤波器(不太复杂，但需要先验的信号和噪声特性知识)对噪声信号进行滤波。