谐波重构降噪算法在光电乐音探测中的应用

来源：激光技术杂志2025年第2期北京时间：

作者：张世雨, 黄雪颖, 廖鹏昊, 张蓉竹

摘要：为了抑制乐音信号光电探测时的系统噪声并保留乐音的音色，提出了一种改进的谐波重构算法来进行降噪处理。首先计算信号的先验信噪比，并在此基础上构建用于降噪处理的维纳滤波器；然后针对乐音信号存在多个谐波分量的特征，提出了一种梳状滤波器的设计方案；对乐音信号功率谱进行逆傅里叶变换后，确定乐音信号在一个基音周期内的采样点数，并将其作为梳状滤波器的节点参数，由此完成乐音信号的谐波增强；通过先验信噪比的计算对降噪效果进行了理论分析，再通过实验验证得到了不同降噪算法的降噪效果。结果表明，该算法能够很好地进行降噪处理，在信噪比为-5 dB、0 dB和5 dB时，相较于传统谐波重构算法而言，降低乐音信号对数频谱畸变的性能提升了50%以上，能够很好地保留乐音信号的音色。该研究为不同类型乐器演奏中的音色分析及评价提供了参考。

关键词：信号处理, 谐波重构, 光电探测, 乐音增强, 梳状滤波