本发明公开了一种基于多目标异质网络的集成语音增强系统，该系统包括特征提取模块、特征降维模块、m个异质网络、n个门控单元，使用m个异质网络作为集成语音增强系统的子模型，每个异质网络从第个个网络层开始引出多目标分支，并以对称的方式连接异质网络的首尾层，可以有效缓解多目标学习的参数优化冲突问题，可以避免原始输入在深层的网络传播中丢失信息，可以提高集成语音增强系统的基模型多样性，进而提高增强语音的质量和可懂度。特征降维模块通过计算原始输入语音帧之间的关联信息，并将其和当前输入帧拼接，作为n个门控单元的输入，大大降低了n个门控单元的输入维度，而且不丢失原始输入中的帧之间的关联信息。