一种语音端点检测的方法及改进
端点检测(VAD)技术

端点检测(VAD)技术端点检测是语音识别和语音处理的一个基本环节,也是语音识别研究的一个热点领域。
技术的主要目的是从输入的语音中对语音和非语音进行区分,主要功能可以有:1.自动打断。
2.去掉语音中的静音成分。
3.获取输入语音中有效语音。
4.去除噪声,对语音进行增强。
目前,端点检测技术主要是根据语音的一些时域或频域特征进行区分。
一,时域参数时域参数端点检测是根据时域中的特征参数进行区分,一般如果信噪比较高的时候,效果至少90%以上。
1.时域能量大小。
2.时域平均过零率。
3.短时相关性分析。
相关性分析主要是利用语音的相关性比噪声强,噪声之间的相关性呈现下降的趋势,但因为噪声种类太多,因此只针对少量、特定噪声。
4.能量变化率。
也有人用这个,没有实验过。
5.对数能量。
6.子带能量。
实验表明,这个效果会比单纯的能量要好。
7.GMM假设检验。
8.其它。
其它也有一些,都是从自适应、噪声能量估计、信噪比估计等角度出发。
二,频域参数频域参数的抗噪性会比时域要好,但计算的cost也要高,下列技术是主流1.谱熵。
谱熵在频域与时域较量时,是比较优秀的,鲁棒性明显好于时域。
2.频域子带。
这种方法对于自适应类的算法来说,是比较优秀的,因为可以通过子带选择和设计,改变噪声的估计。
3.自适应子波。
这种算法通过子波的自适应,可以使得每一个相关帧的子波数和设计都不一样,如选择16个子带,选取频谱分布在250至3.5K之间,且能量不超过该帧总能量90%的子带,此时能够较好的消除噪声对端点的影响。
4.基频。
有人这样尝试,通过基频的检测,来表达声音是否真的存在,这类算法的鲁棒性很强,但对于轻音就会面临比较大的风险了。
5.其它。
自适应等思路。
三,时域和频域结合参数这类算法通过把时域和频域相结合的思路来设计算法,也是主流,因为时域计算快,可以快速检测,而频域更能表达噪声的特征。
1.自适应能量子带的谱熵检测。
把能量划分子带,结合谱熵。
一般单一的谱熵不能很好的表达噪声在帧内的加性能量噪声。
短时域语音端点检测中谱熵算法的改进

1 引 言
在 自动 语 音 识 别 系统 和语 音 编 码 中 . 何 在 背 景 噪 声 中准 如
波 器 5 】
日 ) - z =l a () 1
确 地 检测 出语 音 信 号 的 端 点 . 提 高 识别 精 度 和编 码 效 率 的关 是 键 。 端 点 即语 音 信 号 的 有 效起 始 点 和终 止 点 , 括 因素 、 节 、 包 音
a g r h , e if r t n o lx t a g rt m i u e .h s l t n n i ae t e mp v d ag r h l o t m t n omai c mpe i i h o y lo h i s s dT e i ai i d c ts h i r e lo t m g t mo e mu o o i es r e iin c u ae d tc in i os i a s f ce t a c r t ee t n n i sg l o y n Ke wo d : e d o n e e t n s e t l e t p if r t n c mp e i y rs n p i t d t ci , p c a n r y, o ma i o lxt o r o n o y
I r v n p c r l En r p g rt m o d o n mp o i g S e t a t o y Al o ih f r En p i t De e to n S o t Ti e Do a n t c in i h r m m i
Ho h u u Qin S e g o Y o C a g u Z o go a hn y u a h n ( l t nc D pr e tHu a oma U i r t, h n sa 4 0 8 ) Ee r i e at n, n n N r l nv s y C agh 10 1 co m ei
双门限法端点检测步骤

双门限法端点检测步骤
双门限法是一种常用的端点检测方法,用于识别音频信号中的起始点和终止点。
其步骤如下:
1. 预处理:对音频信号进行预处理,包括去噪、滤波等操作,以提高信噪比和减少干扰。
2. 计算能量:将音频信号划分为固定长度的帧,通常为10-30毫秒,然后计算每一帧的能量值。
能量可以通过计算帧中各样本的平方和来获得。
3. 设置门限值:基于经验或者观察得到的能量值,设置两个门限值,通常分别为较高的门限值(高门限)和较低的门限值(低门限)。
4. 确定起始点:对每一帧的能量值进行判断,如果能量值高于高门限值,则判断为起始点。
5. 确定终止点:标记起始点后,对于后续的帧,如果能量值低于低门限值且连续低于该值一定的时间(通常为几十毫秒),则判断为终止点。
6. 输出结果:将检测到的起始点和终止点输出作为音频信号的端点。
需要注意的是,在实际应用中,可能需要对上述步骤进行调参和优化,以适应实际的音频数据。
一种自适应语音端点检测算法

来进行检测 , 检测效率有所改善 , 但依然不够 理想 。
本文提 出了一种 利用最 小短时能量评估环境 噪声 , 通过改进短 时能 量和过 双门限率两个参数的提取算法 , 拟合 出一个能反应语 音与噪声显著差异的特征参数 , 并 采用动态 门限进行 判决 , 使检测准确率在低信 噪比时得
现 了不 同信 噪 比 下 的 端 点检 测 。
关键 渊: 语音活动检 ( 端点检测 ) ; 自适 应 ; 噪声评估; 特 征 融合 文 献 标 码 : A 中冈分类号: T N 9 1 2 - 3 d o i : 1 0 . 3 7 7 8 / j . i s s n . 1 0 0 2 — 8 3 3 1 . 1 2 0 3 — 0 3 5 7
e nl a r g e t h e d i f f e r e n c e b e t we e n v o i c e a n d n o i s e . Fi n a l l y , a d y n a mi c t h r e s h o l d i s e mp l o ye d f o r e n v i r o n me n t a d a p t a t i o n.
一种结合短时过零率的快速语音端点检测算法

≤ Ⅳ 一
r
1 , ( n ) >0 ;
( 2 )
s g n [ x ( n ) ] ={ 0 , ( )= 0 ;
【 一1 ( n ) <0 .
,
式 ( 1 )~ ( 2 ) 中: 为窗口函数变量 ; / 7 / , 为语音信号变量 ;』 v 为窗 口 长度.
第2 l 卷 第 2期 2 0 1 3年 6月
厦 门理 工学院学报
J o u r n a l o f X i a me n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y
Vo 1 . 2 1 No . 2
J u n .2 0 1 3
z =∑ I s g n E x ( m ) ] 一 s g n [ x ( m一 1 ) ] 1 w ( n — m )= I s g n E x ( n ) ] 一 s g n E x ( n 一 1 ) ] I ( n ) . ( 1 )
其 中
c n = { 2 Ⅳ 击
本文提出了一种结合短时过零率的检测算法 ,在传统频带方差算法 的基础上进行改进 ,节省了计算
量,在低信噪 比环境下体现出较强的鲁棒性.
1 短 时 平 均 过零 率
过零是指信号波形穿越时间轴或零值线 ,对于离散时间信号而言,就是相邻 的取样值符号改变. 平均过零率即为单位时间 ( 或单位样本 )内过零的次数.计算一个语音帧内单位时间越过零线的平 均次数,可以得出其短时平均过零率 ( z e r o c r o s s i n g r a t e )或短时平均过零数. 短时平均过零率 的计算方法 表示为:
一
种 结合 短 时过 零 率 的快 速 语 音 端点 检 测 算 法
silero vad原理

silero vad原理
Silero-VAD是一个开源的语音活性检测工具,专门用于语音信号处理。
它的原理是基于深度学习的语音端点检测方法,能够自动地识别出语音信号中的语音和非语音部分。
具体来说,Silero-VAD首先通过预加重、分帧、加窗等预处理步骤,将语音信号转化为适合神经网络处理的格式。
然后,利用深度学习技术,构建一个神经网络模型,该模型能够自动学习和识别语音信号的特征。
在训练过程中,模型会不断地优化和更新,以提高语音识别的准确率。
在语音活性检测过程中,Silero-VAD会根据神经网络模型输出的结果,自动地识别出语音信号中的语音和非语音部分。
同时,它还可以根据不同的环境和噪声情况,自适应地调整阈值,以实现更准确的语音活性检测。
总之,Silero-VAD的原理是基于深度学习的语音端点检测方法,通过神经网络自动学习和识别语音信号的特征,实现语音和非语音的自动分类。
一种新的对数能量谱熵语音端点检测方法

摘 要 : 一 种 新 的 对 数 能 量 (r 特 征 和 谱 熵 ( E 特 征 相 结 合 , 出一 种 新 的 对 数 能 将 I E) S ) 提
量谱 熵( E E 特征 , L S ) 采用模糊 C均值 聚 类 算法 和 贝叶 斯信 息 准 则算 法进 行 I S E特 征 门 E 限估计 , 并使 用双 门限 法进行 语 音 端点检 测. T MI 连 续语音 库 上 的 实验 结 果表 明 , 在 I T 相 比于能量谱 熵 ( E 法和 对数能量 ( E 法 , E ) I ) 在噪 声环 境 下 L S 法具有 更好 的检测 性 能 , EE 表 现 出更好 的稳健性. 当信噪 比为 一5d B时 , E E 法 的检 测 错 误 率仅 为 1 . 2 , 信噪 比 I S 8 O 在
m e s,t e LESE a t e e f r a e n l n d t c i n b ta s n r bu t s . W he h nt h h sbe t r p ro m nc oton y i e e to u lo i o s ne s n t e SN R s 一 i 5 d ,t e d t c i n e r r r t ft e LESE son y 1 . 2 ,a B h e e to r o a e o h i l 8 0 nd whie t e SN R s O~ 1 B , is d t c i l h i 0d t e e ton e r a e i i ii a l o e h n t rorr t s sgn fc nty l w rt a heEE nd LE. a K e r s s e c o e sng; oiea tv t e e to y wo d : p e h pr c s i v c c i iy d t c i n;l ne g p c r le r y;e r pe t a n— og e r y s e t a ntop ne gy s c r le
藏语单音节的语音端点检测

藏语单音节的语音端点检测作者:王振东黄鹤鸣来源:《山东工业技术》2015年第10期摘要:预处理过程在语音识别中起着至关重要的作用。
对于藏语语音识别的预处理研究借鉴的是英语单音节的语音处理方法,在语音识别系统中正确的判定输入语音的起点、终点对于提高识别率是非常重要的。
在高信噪比情况下,滤除噪声是很容易的,用短时能量幅度就可以获得较好的检测结果。
但在低信噪比情况下要想有效的去噪就必须采用短时能量幅度和短时平均过零率结合的方法。
这篇文章采用两种方法的结合来处理藏语单音节,可以做到准确率较高的确认语音的端点,并能在低信噪比情况下滤除噪声,识别清浊音。
实验证明了此种方法不仅正确,而且提高了检测的准确度。
关键词:语音识别;端点检测;预处理1 引言端点检测就是把给出的一段语音找出该信号的起点和终点。
预处理在语音识别系统中起着至关重要的作用,决定着识别率的高低,其中端点检测的作用是对不必要的噪声直接除去,减少存储空间,提高计算机运算的效率以及减少运算量。
更重要的是端点检测可以增加语音识别的精确度,对语音段噪声进行特征识别,进而除去噪声所占有的能量尽量确保语音识别过程不受噪声的干扰。
对于藏语语音的端点检测采用传统的方法即短时平均过零率和短时能量。
在背景噪声较小的情况下,短时能量比较准确,但当背景噪声较大时,短时平均过零率可以获得较好的检测结果。
因此一般的识别系统,其前端的端点检测过程都是将这两个参数结合用于检测语音的。
2 语音系统中端点检测的方法语音信号是时域上的非平稳信号,所以处理平稳信号的数字信号处理技术是不能直接使用了。
但是在一段较短时间范围内(10ms-30ms)语音信号的特性基本相对稳定,即语音信号具有短时平稳性,也就是短时性。
2.1 预加重(1)在处理不同的对象时,语音识别系统就会有相应的处理方法,语音信号的特性决定了处理方法和模式基本相同,因此对于所有藏语语音单音节的处理就具有了解决方案,本文以单音节‘’为例进行端点检测。
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4 语音端点检测方法
语音端点检测的算法步骤如下: (1)语音信号分成相邻有重叠的语音段, 称为语音帧; (2)每一语音帧, 采取一种特征向量; (3)采用 一 种 判 决 准 则 , 例 如 双 门 限 判 定 , 来 检 测 语 音 帧 与 非语音帧; (4)对上述结果进行后处理, 得到语音的全部区间; 4.1 短时能量和过零率相结合的双门限语音端点检测技术 进行端点检测之前, 首先为短时能量和过零率分别确定两 个门限, 一个是数值比较小的低门限, 对信号的变化比较敏感, 很容易就会被超过。另一个是数值比较大的高门限, 信号必须 达到一定的强度, 该门限才可能被超过。低门限被超过未必就 是语音的开始, 有可能是时间很短的噪声引起的。高门限被超 过则可以基本确信是由于语音信号引起的。 语 音 信 号 的 端 点 检 测 可 以 分 为 四 个 过 程:静 音 、过 渡 段 、语 音段 、结 束 。在静 音 段 , 如果 能 量 或过 零 率 超越 了 低 门限 , 就 应 该开始标记起始点, 进入过渡段。在过渡段中, 由于参数的数值 比较小, 不能确信是否处于真正的语音段, 因此只要两个参数
在 语 音 识 别 中,通 常 是 先 根 据 一 定 的 端 点 检 测 算 法,对 语 音 信号中的有声片段和无声片段进行分割,而后再针对有声片段, 依据语音的某些特征进行识别。研究表明, 即使在安静的环境 中, 语音识别系统一半以上的识别错误来自于端点检测器。因 此,作为语音识别系统的第一步,端点检测的关键性不容忽视,尤 其是噪声环境下语音的端点检测, 它的准确性很大程度上直接 影 响 着 后 续 的 工 作 能 否 有 效 进 行 。可 以 说 ,语 音 信 号 的 端 点 检 测 至今为止仍是有待进一步深入研究的课题。
您的论文得到两院院士关注 文章编号:1008- 0570(2007)08- 3- 0231- 03
软件时空
一种语音端点检测的方法及改进
An En d p o in t De te ctio n m e th o d s fo r S p e e ch S ig n a ls a n d Mo d ifie d
确定权值向量 w 和分界值 Z0 的过程如下:
技
(1)初始化权向量 w={w1,w2,w3}={1, 1, 1}; (2)重复下列过程, 直到训练完成。
术
(a)采集一段语音, 并进行分帧和离散化处理; (b)计 算 每 一 帧 的 加 权 和 z, 然 后 根 据 得 到 的 过 零 率 集 合 将
集合分为两类(z 低和 z 高) ;
创
(c) 循环 次 数为 3N+1 时:w=w+[ 0, 0, x]。 循 环 次 数 为 3N+2
时,w=w+[ 0, , 0]; 循环次数为 3N+3 时:w=w+[x, 0, 0 ]。
新
(d)重新 计 算 每 一 帧 的 加 权 和 Z, 然 后 根 据 得 到 的 过 零 率 集
4.2 窗长动态改变的语音端点检测技术 语音端点检测首先要进行分帧处理, 然后依次判断每一帧 是否为语音的端点。如果每一帧点数过多, 总的计算量比较小, 而且进行端点检测时速度比较快, 但是这样端点检测的误差容 易增加。端点检测时如果采用较小的窗长, 计算量增加, 语音识 别的速度会降低。 采用一种改进方法, 在静音段使用大窗长; 一旦进入过渡 段, 即短时能量超过较低门限或短时过零率超过较低门限, 为 了精确检测语音端点, 就从这一帧开始对语音数据采用较小窗 长; 一旦进入语音段, 即短时能量超过较高门限, 就从这一帧以 后恢复为常规窗; 本文正是基于这种思想, 将窗长动态改变的 端点检测方法, 使用多门限过零率端点检测算法有机结合起 来, 既提高了语音处理速度, 又可以精确检测语音的端点。
3 短时平均过零率
短时 过 零率 表 示 一帧 语 音 中语 音 信 号穿 过 横 轴(零 电 平)的 次数。对于离散信号, 如果相邻的取样值改变符号则称为过零。
定义语音
为了使语音的过零率和静音、噪音的过零率有明显的区 别, 现实应用中改进了过零率计算。设定一个很小的阈值 zv, Zn 的过零率定义如下:
技 术
1 引言
语音是人类最自然的信息载体, 理应成为未来人机交互的 主 要 方 式。而 语 音 端点 检 测 是语 音 分 析、语 音 合 成、语 音 编 码、 说话人识别中的一个重要环节, 直接影响到后续工作的准确 性。在实际应用中, 首先通常要求对系统的输入信号进行判断, 准确地找出语音信号的起始点和终止点, 这样才能采集真正的 语音数据,减少数据量和运算量,并减少处理时间。
2 短时能量
语音 和 噪声 、语 音 和非 语 音 的区 别 可 以体 现 在 它们 的 能 量 上, 语音段的能量比噪声段能量大, 语音段的能量是噪声段能 量叠加语音声波能量的和。在信噪比很高时, 如果环境噪声和 系统输入噪声比较小, 以至能够保证系统的信噪比相当高, 那 么只要计算输入信号的短时能量或短时平均幅度就能够把语 音段和噪声背景区分开。这是仅基于短时能量的端点检测方 法。但低信噪比情形下, 此算法就将失效。
Abstr act:Endpoint detection is very important step for speech signals processing, which accuracy directly influence the speed and re- sult of speech signals processing, so the research of endpoint detection methods is the hotspot of speech signals processing. The anal- ysis about the endpoint detection methods with energy and Zero- crossing,amend the tradition Zero- crossing measurements and modi- fied by the dynamic length of windows. Research pointed out that the modified methods can detect the endpoint exactly. Key wor ds: endpoint detection,Zer o- cr ossing, speech signals pr ocessing
的数值都回落到低门限以下, 就将当前状态恢复到静音状态。 而如果在过渡段中两个参数中的任一个超过了高门限, 就可以 确信进入语音段了。
一些突发性的噪声也可以引起短时能量或过零率的数值很 高, 如门窗的开关, 物体的碰撞等引起的噪声, 但是往往不能维 持足够长的时间, 都可以通过设定最短时间门限来判别。当前状 态处于语音段时, 如果两个参数的数值降低到低门限以下, 而且 总的记时长度小于最短时间门限, 则认为这是一段噪音, 继续扫 描以后的语音数据。否则就标记好结束端点, 并返回。
当 Z>Z0 时, 判为有话帧;
当 Z<Z0 时, 判为无话帧。
这 样 就 可 以 准 确 而 实 时 地 找 到 语 音 的 起 点 。多 门 限 过 零 率
端点检测算法中需要通过实验找出一个分界值 Z0。这里对权值 向量 W 和分界值的确定提出了一种参数自优化法, 通过训练
的方式获得合适的权值 w1,w2,w3 和分界值。
(1- 4)
然后用加权和来表示总的过零率:
(1- 5)
其中:w1,w2,w3 为 过零 率 权 值; Z 为 过 零 率 加 权 和, 以 下 简 称 加权和。只要门限值 T1,T2,T3 和权值 w1,w2,w3 选择合适,语音开始 后的信号加权和 Z 值将明显大于无话时的加权和 Z 值。定义 Z0 为加权和分界值, 以下简称为分界值。
(1- 3)
同时这种方法对抑制低直流漂移也很有效, 避免了用防混 叠带通滤波器抑制电源以及将直流分量从信号中扣除。
由于浊音时的能量集中于低频段, 而清音的能量集中在高 频段, 而短时平均过零率可以在一定程度上反映频率高低, 这 样可以用短时平均过零率来初步判断清音和浊音。
在实际应用中, 通常是利用过零率来检测清音, 用短时能 量来检测浊音, 两者配合实现可靠的端点检测。用得比较多的 是一种双门限的算法。
过零率可用于判别有话与无话, 但过零率容易受低频干扰,
《P LC 技术应用 200 例》
邮局订阅号: 82-946 360 元 / 年 - 231 -
软件时空
中 文 核 心 期 刊 《 微 计 算 机 信 息 》( 管 控 一 体 化 )2007 年 第 23 卷 第 8-3 期
修改为过正负门限, 采用多门限过零率端点检测算法。多门限 过零率端点检测法是设置多个高低不同的门限, 例如三门限: T1<T2<T3 ,对 每 一 帧(例 如 宽 度 为 10ms 输 入 信 号)用 式(1- 4)分 别 求相应于 T1, T2,T3 的三种门限过零率 Z1,Z2 和 Z3。
语音信号的能量随着时间变化比较明显, 一般清音部分的 能量比浊音能量小得多, 语音信号的实时能量分析给出了反应
覃 溪: 硕士研究生 基 金 项 目 : 广 西 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (0339037)
这些 幅 度变 化 的 一个 合 适 的 描 述 方 法 。 对 于{x(n)},短 时 能 量 的 定义如下:
(1- 1)
创 新
式中,h(n)=w2(n), En 表示在信号的第 n 个点开始加窗函数时 的短时能量。
短时能量主要有以下几个方面的应用: 首先是利用短时能 量可以区分清音和浊音, 因为浊音的能量要比清音的能量大得
多; 其次, 可以用短时能量对有声段和无声段进行判定, 对声母
和韵母分界, 以及对连字分界。
合将集合分为两类(z 低和 z 高) , 比较两次的分类情况。若有分