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基于小波變換和自相關(guān)函數(shù)的基音頻率檢測算法

作者: 時(shí)間:2009-05-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

3 流程圖
過程如下:
(1)采集語音信號。人的語音信號都在6 kHz以內(nèi),根據(jù)Nyqtfist采樣定理,fs=11 025 Hz。把采集得到的語音信號記為X;
(2)基音變化范圍大,從老年男性的50 Hz到兒童和女性的450 Hz。因此使用進(jìn)行濾波時(shí),要把50~500 Hz的語音信號加強(qiáng),把高于500 Hz的語音信號減弱,以去除共振峰和高頻噪音的影響;
(3)同一個(gè)人在不同情態(tài)下發(fā)音的基音周期也不同,加之基音周期還受單詞發(fā)音音調(diào)的影響,因此基音實(shí)際上是估計(jì)短時(shí)語音的平均周期。采用L點(diǎn)的矩形窗來截取信號,進(jìn)行短時(shí)分析,一般取窗口的長度為36 ms,幀重疊18 ms;
(4)利用自估計(jì)第i幀語音信號的基音
周期fpi。若fpi的范圍超出了[60 Hz,500 Hz],則判斷該幀為清音幀,聲帶不振動(dòng),fpi,置為O Hz。

流程圖如圖4所示:

4 實(shí) 驗(yàn)

首先通過一個(gè)真實(shí)的語音數(shù)據(jù)來說明第3節(jié)算法的有效性,然后將其與傳統(tǒng)的自法的結(jié)果進(jìn)行比較。
在圖5中,圖5(a)為作者(男性)讀“馬到成功”的語音信號波形,fs=1l 025 Hz,用普通麥克風(fēng)在自然環(huán)境下錄制,時(shí)長為2 s。選擇db4基,對原始語音信號進(jìn)行二進(jìn),取小波后第三層的低頻部分信號,該低頻信號如圖5(b)所示。用幀長為36 ms的矩形窗把圖5(a)中原始信號分成165幀,并用自估計(jì)每一幀的基率,基率的變化曲線如圖5(c)所示。同樣地把圖5(b)中經(jīng)小波變換后所得的低頻語音信號分成165幀,然后用自相關(guān)函數(shù)估計(jì)每一幀的基率,基音頻率的變化曲線如圖5(d)所示。



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