随着模式识别、人工智能等领域的不断发展,人们对语音信号处理效果以及语音质量的要求不断提高,但是,在现实技术应用中,语音信号不可避免地受到各种噪声的干扰,噪声的存在严重影响语音信号处理系统的性能。语音增强就是专门研究从带噪语音信号中尽可能无失真恢复原始语音的技术。如何简单且高效地消除噪声的影响一直是语音增强技术的一大难题,谱衰减语音增强算法是一种性能优异而且易于实现的方法,在这一框架下有很多的语音增强方法都取得了不错的效果。但是,谱衰减算法中先验信噪比的准确估计问题以及语音失真问题一直未能很好解决。本论文针对这些问题主要开展了如下研究:(1)分析了传统谱减法语音增强后产生“音乐噪声”的原因,在此基础上提出一种基于先验信噪比的谱减法。首先,采用先验信噪比估计算法得到先验信噪比,接着,根据先验信噪比和后验信噪比之间的关系,将传统谱减法增益函数中的后验信噪比用先验信噪比替代得到基于先验信噪比的增益函数。利用该方法对带噪语音处理能有效抑制“音乐噪声”,提高语音可懂度。(2)提出利用MMSE来估计先验信噪比进行语音增强。在建立语音和噪声模型的基础上,运用最小均方误差准则直接从带噪信号中估计先验信噪比。通过仿真实验对比,证明该方法能有效克服DD(decision-directed)先验信噪比估计方法存在估计滞后一帧以及非因果先验信噪比估计方法不具实时性的缺点,阐明了该方法的有效性。(3)针对语音增强时谐波成分丢失导致语音失真的问题,提出自适应谐波再生语音增强方法。通过对增强语音进行非线性变换得到谐波恢复信号,结合信噪比相关的自适应因子,得到一个由增强语音和谐波信号调整的谐波再生增强语音。它有效地克服了采用固定调整因子的传统谐波再生方法对信噪比较低区域恢复能力不足的缺陷。通过观察语谱图和进行可懂度测试等,证明了该方法能有效地恢复增强语音中丢失的谐波成分,减少语音失真。