针对非负矩阵分解稀疏性不够，通过引入平滑矩阵调节字典矩阵和系数矩阵的稀疏性，提出基于非平滑非负矩阵分解语音增强算法。算法通过语音和噪声的先验字典学习构造联合字典矩阵；然后通过非平滑非负矩阵分解更新带噪语音在联合字典矩阵下的投影系数实现语音增强；同时通过滑动窗口法实时更新先验噪声字典。仿真结果表明，该算法相对非负矩阵分解语音增强算法和MMSE算法具有更好的抑制噪声能力。