语音信号属于典型的非线性、非平稳信号，并且具有短时平稳的特性。语音常常会受到各种噪声的干扰，进而造成语音质量的下降。此时，需要采用语音增强技术，对被干扰的语音进行噪声抑制，提高语音质量，保留尽量多的语音可懂度。语音增强技术已经广泛应用于移动通信和电话会议等领域。本文总结了目前经典的语音增强算法，通过理论推导和实验仿真分析了各算法的优缺点，并提出了新的基于HHT时频分析以及基于EMD分解的语音增强方法。计算机仿真证明了所提方法的有效性并验证了其性能。本文的主要内容和创新点主要包括以下几个方面：1、介绍了语音增强的研究现状和技术发展，研究了语音增强技术所需的基本理论、知识和经典语音增强算法，详细的推导了谱减法、最小均方误差法、信号子空间法和小波去噪等算法，并通过计算机仿真实验验证并比较了这四种经典算法的语音增强效果。2、研究了Hilbert-Huang变换理论，并对其进行详细的理论阐述和计算机仿真。通过对线性调频信号的分析，总结了Hilbert-Huang变换的时频分析性能特点，提出能量型主成分提取法，实现了线性调频信号的参数估计，并将该能量型主成分提取法拓展到语音增强领域的研究，为语音增强提供了新的研究方向。3、研究了经验模态分解（EMD）算法，总结了近年来基于EMD的语音增强方法的对语音信号的处理思路。提出了两种基于EMD的语音增强算法：EMD-SS和EMD-Mband。两种方法是分别基于谱减法和多频带谱减法的，且都是适用于低信噪比环境的。计算机仿真实验分析了EMD-SS和EMD-Mband算法的语音增强性能，通过与谱减法和多频带谱减法的算法的语音质量评价结果对比，证明EMD-SS和EMD-Mband方法均在低信噪比环境下是有效的，前者的语音质量更好，而后者的可懂度方面更佳。