本发明提供一种基于联合字典学习和稀疏表示的单通道语音增强方法，对干净语音做双树复数小波变换得到一组子带信号，对子带信号做短时傅里叶变换得到其时频谱，利用其幅度、实部和虚部以及语音稀疏性学习出干净语音的联合字典，同样学习出干净噪声的联合字典；对带噪语音做双树复数小波变换和短时傅里叶变换，获得每个子带信号时频谱，保留相位和实部虚部符号，提取幅度、实部和虚部绝对值并分别在干净语音和干净噪声联合字典上投影，得到语音和噪声的稀疏表示系数，利用该系数、时频谱相位和实部虚部符号以及掩码、权值等，得到该子带语音时频谱的最终估计，做短时傅里叶逆变换和双树复数小波逆变换，得到增强后的语音信号，提高了语音增强能力。