This paper focuses on leveraging deep representation learning (DRL) for speech enhancement (SE). In general, the performance of the deep neural network (DNN) is heavily dependent on the learning of data representation. However, the DRL's importance is often ignored in many DNN-based SE algorithms. To obtain a higher quality enhanced speech, we propose a two-stage DRL-based SE method through adversarial training. In the first stage, we disentangle different latent variables because disentangled representations can help DNN generate a better enhanced speech. Specifically, we use the $\beta$-variational autoencoder (VAE) algorithm to obtain the speech and noise posterior estimations and related representations from the observed signal. However, since the posteriors and representations are intractable and we can only apply a conditional assumption to estimate them, it is difficult to ensure that these estimations are always pretty accurate, which may potentially degrade the final accuracy of the signal estimation. To further improve the quality of enhanced speech, in the second stage, we introduce adversarial training to reduce the effect of the inaccurate posterior towards signal reconstruction and improve the signal estimation accuracy, making our algorithm more robust for the potentially inaccurate posterior estimations. As a result, better SE performance can be achieved. The experimental results indicate that the proposed strategy can help similar DNN-based SE algorithms achieve higher short-time objective intelligibility (STOI), perceptual evaluation of speech quality (PESQ), and scale-invariant signal-to-distortion ratio (SI-SDR) scores. Moreover, the proposed algorithm can also outperform recent competitive SE algorithms.


翻译:本文聚焦于利用深度表示学习(DRL)进行语音增强(SE)。一般而言,深度神经网络(DNN)的性能高度依赖于数据表示的学习。然而,在许多基于DNN的SE算法中,DRL的重要性常被忽视。为获得更高质量的增强语音,我们通过对抗训练提出了一种两阶段DRL-SE方法。在第一阶段,我们解耦不同的潜在变量,因为解耦表示有助于DNN生成更优的增强语音。具体而言,我们采用$\beta$-变分自编码器(VAE)算法,从观测信号中获取语音和噪声的后验估计及相关表示。然而,由于后验分布和表示难以直接计算,我们只能通过条件假设进行估计,因此难以保证这些估计始终精确,这可能潜在降低信号估计的最终准确性。为进一步提升增强语音质量,在第二阶段,我们引入对抗训练,以降低不精确后验对信号重建的影响,并提高信号估计精度,使算法对潜在不精确的后验估计更具鲁棒性。最终,可获得更优的SE性能。实验结果表明,所提策略能帮助类似的基于DNN的SE算法获得更高的短时客观可懂度(STOI)、感知语音质量评估(PESQ)和尺度不变信噪比(SI-SDR)分数。此外,所提算法性能也优于近期具有竞争力的SE算法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Towards End-to-End Spoken Grammatical Error Correction
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月8日
Arxiv
29+阅读 · 2022年3月28日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
VIP会员
最新内容
印度精确打击与指挥架构的断层
专知会员服务
4+阅读 · 7月20日
美空军AI完成F-16战斗机自主空战历史性试飞
专知会员服务
6+阅读 · 7月20日
深入Project Maven:为何人工智能在战场上依然失灵
锻造未来士兵:外骨骼、基因工程与赛博格
专知会员服务
7+阅读 · 7月19日
《无人机蜂群通信技术研究》50页
专知会员服务
10+阅读 · 7月19日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员