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语音是人们相互交流时使用最多、最自然、最基本也是最重要的信息载体。在实际环境中，语音总会受到外界噪声不同程度的干扰和影响，噪声不但降低了语音质量和可懂度，而且还将导致语音处理系统性能的急剧恶化。随着语音处理技术研究的深入和实际应用的增多，各种语音处理系统面临着进一步提高性能的问题。语音增强技术广泛地用来提高语音处理系统前端预处理的抗噪声能力和输入信号的信噪比，改善语音质量、可懂度和系统的性能，而作为预处理或前端处理模块存在于语音处理系统中。因此，对语音增强技术的研究具有十分重要的意义。在本文中，首先对语音增强算法及其研究现状进行了说明，并指出基于短时谱估计的谱减法及其改进算法由于运算量相对较小，容易实时实现且增强效果也较好而成为目前常用的语音增强算法，也进而确定采用谱减法作为本实时语音增强系统的基本算法。因此在分析了语音和噪声各自特性及人耳感知特性的基础上，对谱减法语音增强算法的基本原理及其六种改进算法进行了详细分析和研究。针对语音增强算法现行研究存在的问题，最终采用了谱减法语音增强算法的最后一种改进算法即基于卡尔曼滤波的谱减法语音增强算法——Martin算法作为实时语音增强的处理算法。该算法在对语音中所包含的噪声假设为有色噪声的前提下，基于纯净语音和噪声双AR模型参数估计的基础上，运用基于卡尔曼滤波的谱减法语音增强算法有效地抑制和消除噪声，从而达到语音增强的目的，并运用C语言和MATLAB软件两种方法进行对该算法进行计算机仿真，在仿真中对信噪比为-5dB、0 dB、+5 dB、+10dB的带噪语音信号分别进行了增强处理并试听其各自增强效果，仿真结果表明该算法在抑制噪声、提高语音信噪比、增强可懂度方面是非常有效的。在以上仿真结果的基础上，运用TMS320VC5416 DSP和TLV320AIC23 Codec硬件平台，通过C语言和汇编语言混合编程的方法实现了按帧采样，75％帧间重叠、移动，双DMA在ABU工作模式下与CPU同步协调工作，中断调用及FFT与IFFT程序模块复用等技术，进而利用这些技术建立了实时实现平台系统，并运用定浮点转换机制将Martin算法在该实时实现平台系统上实时实现，达到了实时谱减法语音增强的目的。最后给出了实时实现平台系统的技术参数和实时语音增强系统在-5dB、0 dB、+5 dB带噪语音输入条件下的输出增强语音的信噪比。从实时语音增强系统对输入带噪语音信噪比的很大提高和试听实验结果表明，本系统能够实时、有效地提高语音信噪比、增强语音可懂度和质量，主观测听MOS值也有明显的提高，能够很好地满足实际实时应用的需求。