语音信号共振峰提取方法的研究分析

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语音 频谱 模糊 共振峰

语音 频谱 模糊 共振峰

语音频谱模糊共振峰什么是语音频谱模糊共振峰?语音频谱模糊共振峰指的是语音信号在声道传输过程中频谱模糊和共振峰的效应。

要理解这个概念,首先需要了解语音信号的产生和传输过程的基本原理。

人们产生语音信号时,通过肺部、声门和声道等器官的协同作用,将空气中的气流转化为声音。

这些声音信号以波形的形式传输,并通过空气传递到听者的耳朵。

在这个过程中,声音信号会经过复杂的声道系统,如口腔、鼻腔和喉咙等,由于声道系统的吸收、放大和反射等特性,原始声音信号会发生各种变化。

频谱模糊是指在声道系统中,声音信号的频谱发生模糊和变化的现象。

在声道系统的吸收、放大和反射等过程中,声音信号的不同频率成分的幅度和相位可能会发生变化。

这种变化导致原始频谱的细节信息模糊化,使得声音信号失真或含有额外的频谱成分。

共振峰是指声道系统特定频率上的增强效应。

在声道系统中,声音信号中某些频率的振幅可能会被放大,即出现共振峰。

这种共振峰产生的原因是声道系统的谐振特性所致,不同频率的共振峰对应于不同的声道谐振频率。

共振峰的存在会导致声音信号在某些频率范围内的振幅增加或衰减,从而改变声音的音色特性。

频谱模糊和共振峰是声音信号在声道系统中经常出现的现象,对语音信号处理和分析具有重要意义。

在语音信号处理中,需要对频谱模糊进行逆操作,以恢复原始信号的频谱细节信息。

这常常涉及到采用去卷积等方法,以消除频谱模糊效应产生的不良影响。

同时,共振峰的识别和分析也是语音信号处理中的一项重要任务。

共振峰的存在和特性对于声音的音色判别和语音识别有着重要的影响。

在语音识别中,共振峰的特征常常被用来作为声学模型的输入参数,以提高语音识别的准确性。

总结起来,语音频谱模糊共振峰是语音信号在声道传输过程中产生的现象。

频谱模糊导致声音信号频谱的模糊化和失真,而共振峰则是声道系统中特定频率上的增强效应。

理解和分析这些现象对于语音信号处理和分析具有重要意义,对于提高语音识别和语音合成的效果有着积极的影响。

一种新的语音信号共振峰提取的算法

一种新的语音信号共振峰提取的算法

h n t g iu e o e c mpe o t is l b xr td b d p i rta d t i d r ai s o P h s 。 e u n y、 r c T e ema n t d f h o lx r o ar il e e t ce y a o t g t ef s n hr e v t e fL C p a e f q e c c a a 。 h t p w a n h i d i v r h -
两个 共振峰。 关键 词 : P L C;共振峰 ;相一频特性 ;谐振腔
A w lua in Me h d o xr cig F r n Ne Cac lt t o fE ta t O ma t o n
HE F n CHE a -ig L o S O L N Ja y eg N Xioqn IGu -U I i-u ( o eeo lc oi Si c n n i e n , a oa U i.o e ne eh o g ,hn sa4 07 ,hn ) C lg f et nc c neadE g er gN t nl nv f f s cnl y C a gh 10 3 cia l E r e n i i de T o
导数和三次导数相结合的方法求 出这对 共轭 复根 的幅度 , 从 而 确定 了这对共轭复根 , 也就求 出 了该 共轭 复根所对 应 的谐 振 腔。接着 , L C系数所对应的多项式 对该谐振 腔所对应 用 P 的多项 式做 多项式 除法 , 得到一 个 降阶 的 L C系数 , 等价 P 这 于将求 出的那个谐振 腔从 L C中去掉 , 的 L C系数 将 由剩 P 新 P 下 的谐振腔 构成 。然后对这个新 的 L C系数重 复 以上步 骤 , P 用这种方法可 以较为有 效地求 出在 L C幅度 谱 中对应 的幅 P

共振峰提取的几种方法

共振峰提取的几种方法

题目:共振峰提取技术的理论研究作业题目与要求:题目:共振峰提取技术的理论研究要求:(1)大量查阅关于共振峰提取技术的资料(通过Internet 或图书馆,在Internet上可以通过搜索:formant Estimation等关键字来查找相关的信息)。

(2)分析总结各种共振峰分析方法及其应用领域;(3)写一篇关于共振峰提取技术及其应用技术现状的论文。

一、共振峰的概念共振峰是反映声道谐振特性的重要特征,它代表了发音信息的最直接的来源,而且人在语音感知中利用了共振峰信息。

所以共振峰是语音信号处理中非常重要的特征参数,已经广泛地用作语音识别的主要特征和语音编码传输的基本信息。

共振峰信息包含在频率包络之中,因此共振峰参数提取的关键是估计自然语音频谱包络,一般认为谱包络中的最大值就是共振峰。

与基因检测类似,共振峰估计也是表面上看起来很容易,而实际上又受很多问题困扰。

这些问题包括:(1)虚假峰值。

在正常情况下,频谱包络中的极大值完全是又共振峰引起的。

但在线性预测分析方法出现之前的频谱包络估计器中,出现虚假峰值是相当普遍的现象。

甚至在采用线性预测方法时,也并非没有虚假峰值。

为了增加灵活性会给预测器增加2~3个额外的极点,有时可利用这些极点代表虚假峰值。

(2)共振峰合并。

相邻共振峰的频率可能会靠的太近而难以分辨。

这时会产生共振峰合并现象,而探讨一种理想的能对共振峰合并进行识别的共振峰提取算法存在很多实际困难。

(3)高音调语音。

传统的频谱包络估计方法是利用由谐波峰值提供的样点。

高音调语音的谐波间隔比较宽,因而为频谱包络估值所提供的样点比较少,所以谱包络的估计就不够精确。

即使采用线性预测进行频谱包络估计也会出现这个问题。

在这样的语音中,线性预测包络峰值趋向于离开真实位置,而朝着最接近的谐波峰位移动。

共振峰参数包括共振峰频率、频带宽度和幅值,共振峰信息包含在语音频谱的包络中。

因此共振峰参数提取的关键是估计语音频谱包络,并认为谱包络中的最大值就是共振峰。

网络语音同一性鉴定中的共振峰差异分析

网络语音同一性鉴定中的共振峰差异分析
在当今信息化时代,即时通信软件是目前互联网 上使用最广泛的应用之一。当前司法鉴定中涉及到 QQ、微信、陌陌等即时通信软件的语音鉴定案件也日 益增多。通话人在使用即时通信软件过程中产生的网 络语音记录了语音的信息特征,使得违法犯罪行为有 迹可循。语音同一性鉴定的主要内容是对检材和样本 的共振峰特征进行比对。但是,网络语音与普通语音 的区别在于,即时通信软件中音频编解码压缩标准通 常为了保持传输时的低带宽占用和较高的编解码效 率,而将音频信号的采样频率、采样精度和范围等做了 降低,使音频清晰度和还原性都有所衰减。这样就在 某种程度上使得对声音的还原达不到要求,而通常的 语音未经过压缩编码,语音不会失真,共振峰的特征反 映比较稳定。网络语音在经过存储和传输过程中,是 否会导致语音共振峰的某些特征改变,以及会对鉴定 结果产生怎样的影响,尚且需要实验来证明。这一不 确定性 给 网 络 语 音 的 同 一 性 司 法 鉴 定 带 来 困 难 和 挑战。
3(华东政法大学刑事司法学院 上海 201620)
摘 要 语音同一性鉴定中共振峰的特征比对是认定同一的重要方法。司法鉴定中的语音检材大多来自于录 音笔等电子设备,而网络语音的出现相对于通常的语音同一性鉴定是一种挑战。即时通信软件在传输网络语音 的过程中为了保持网络传输的低带宽占用,对语音进行高比例的压缩,因此即时通信软件产生的网络语音的共振 峰特征相对于原始语音会有变化。选取当前互联网社交领域常用的 5款即时通信软件,通过实验分析出即时通 信软件产生的网络语音与原始语音在共振峰特征上的差异。研究结果表明,不同即时通信软件在不同元音的共 振峰特征上会呈现出变化差异,通过总结变化差异可以提高即时通信软件的网络ds Networkvoice Formant Difference
0 引 言

基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计

基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计

基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计
语音信号共振峰频率(Pitch)的估计一直是语音处理技术中的一个关键问题。

基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计是最近几年出现的一种新的估计方法。

它利用共振峰增强技术,即改变语音信号的频谱,从而提高自身对语音输入信号频率解码能力。

首先,基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计中采用的是一种端系统向量
自相关(SSCA)算法。

通过这种算法,可以扩大分析滤波器的小带宽,从而提高信号共振峰频率估计的精度。

其次,基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计中还采用了阈值处理技术和信息检测方法。

通过使用阈值处理技术,可以减少误差,提高准确性,而信息检测方法则可以有效地处理噪声等干扰。

最后,基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计中还采用了统计参数估计和多项式拟合等方法。

它们可以有效地帮助估计语音信号共振峰频率。

由此可见,基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计是一种有效的语音处理
技术。

它通过综合不同的技术,成功地提高了估计语音信号共振峰频率的精度,为语音处理技术的进一步发展提供了可靠的依据。

可以预期,随着语音处理技术的进一步发展,基于共振峰增强的语音信号共振峰频率估计将会得到更大的应用。

一种基于加权Mel倒谱的语音信号共振峰提取算法

一种基于加权Mel倒谱的语音信号共振峰提取算法
甘肃省杰出青年基金资助项目1210rjda00754jiolhfinilnbqmnnilgfuhcplmcnsnnolfschvif50在一定程度上解决了以上方法的不足避免了虚假共振峰的影响并且在一定噪声环境下具有较好的加权mf倒谱分析原理11加权mf倒谱分析mf倒谱分析是语音信号处理领域析方法之一广泛应用于语音编码和语音合成12基于心理声学模型的感知权重函数人耳对声音的感知与频率呈非线性关系scahfnigmelnci反映不同频率分量对听觉的贡献以及mpeg2中定义了心理声学模型学模型可以获得信号掩蔽比
p e a k s o f c o n t o u r a r e c a n d i d a t e f o r ma n t s . Th e f o r ma n t f r e q u e n c i e s a r e s e l e c t e d f r o m c a n d i d a t e f o r ma n t s
( C o l l e g e o f P h y s i c s a n d El e c t r o n i c En g i n e e r i n g, No r t h we s t No r ma l Un i v e r s i t y, L a n z h o u 7 3 0 0 7 0, Ga n s u , Ch i n a )
a c c o r di n g t o t h e c o nt i n ui t y c o ns t r a i n a nd t he f r e q ue nc y r a n ge of f o r ma nt s . Te s t s s ho w t h a t t he e r r o r s o f t hi s me t h od ou t pe r f o r m t he c e ps t r um b a s e d me t ho d. Th e me t ho d i s a l s o r ob us t on n oi s y s pe e c h s i g na 1 . Ke y wo r d s: we i g ht e d Me l — c e p s t r u m ;f o r ma nt ; DCT ; r o bu s t ne s s

情感语音信号中共振峰参数的提取方法毕业论文[管理资料]

情感语音信号中共振峰参数的提取方法毕业论文[管理资料]

太原理工大学毕业设计(论文)任务书第1页第2页第3页第4页情感语音信号中共振峰参数的提取方法摘要语音情感识别是新型人机交互技术的研究热点之一,在人工智能方面有着较广泛的应用前景。

共振峰频率是反映声道谐振特性的重要特征,它代表了发音信息的最直接的来源。

所以研究情感语音信号中共振峰参数是有很大意义的。

基于共振峰参数在情感语音信号中的重要性,本文主要研究了情感语音信号中共振峰参数的提取方法。

提取共振峰的常用方法包括:谱包络提取法、倒谱法和LPC法。

由于倒谱法根据对数功率谱的逆傅立叶变换,能够分离频谱包络和细微结构,很精确地得到共振峰信息,所以本文重点研究倒谱法提取共振峰。

本文通过MATLAB软件利用倒谱法实现了对高兴、生气、中立三种情感状态的共振峰参数的提取。

分析提取结果,得到了下面的一些结论:相对于中立发音而言,高兴和生气的第一共振峰频率相对升高,从人的发音特点来看,人们在表达高兴和生气时,嘴比平静发音时张得更大,因此会出现这样的结果。

所以说,可以用共振峰作为区分不同情感语音的手段。

关键词:语音情感识别;共振峰参数;共振峰提取方法;倒谱法Extraction method of emotional speech signal of the formantparametersAbstractSpeech emotion recognition is one of the hot research of new human-computer interaction technology, which has a wide application prospect in artificial intelligence. Formant frequency is an important characteristic of reflecting the resonant characteristics of channel, it represents the pronunciation of the most direct source of information. So the research of emotional speech signal of the formant parameters is of great significance.Based on the importance of formant parameter in the emotional speech signals, this paper mainly studied the extraction method of emotional speech signal of the formant parameters. Several main methods of extraction of formant are: spectral envelope extraction, cepstrum method and LPC method. Since cepstrum based on the number of inverse Fourier transform power spectrum, it can separate spectral envelope and the fine structure and get very precise information on the formant, so this paper focuses on research cepstrum formant extraction.This paper use MATLAB software cepstrum emotional state to achieve happy, angry and neutral three formant parameter extraction. Analysis to extract a result, I get some of the following conclusions: Relative to the neutral pronunciation, the happy and angry the first formant frequency is relatively increased. Pronunciation features from the human point of view, people are happy and angry expression, mouth to pronounce than when Zhang was more calm, so there will be such an outcome. So, you can use the formant speech as a means to distinguish between different emotions.Key Words: Speech Emotion Recognition; Formant parameters; Formant extraction method; Cepstrum目录摘要 ..................................................................... Abstract .. (I)第1章绪论 0选题意义 0情感语音识别技术的国内外发展现状 0国际情感语音识别发展现状 0国内情感语音识别发展现状 (1)本文的主要研究内容及结构安排 (2)本文的主要研究内容 (2)本文的结构安排 (2)第2章情感的分类与语音情感识别 (3)情感的分类 (3)情感语音数据库 (4)语音情感识别系统 (5)第3章共振峰的基本概念 (5)共振峰参数的概念及产生原理 (5)共振峰参数的研究意义 (6)提取共振峰参数所遇到的问题 (6)第4章共振峰的提取方法及分析 (7)谱包络提取法 (7)倒谱法提取共振峰 (8)LPC法提取共振峰 (9)求根法提取共振峰 (10)LPC倒谱法提取共振峰 (10)几种提取方法分析比较 (12)同类文章提取方法比较 (13)第5章倒谱法提取共振峰的实现 (15)倒谱的定义 (15)倒谱法提取共振峰原理 (16)倒谱法提取情感语音共振峰具体实现过程 (16)共振峰提取结果及结论分析 (18)情感语音原始波形 (18)情感语音共振峰提取结果 (19)结论分析 (21)第6章总结与展望 (22)全文总结 (22)展望 (22)参考文献 (23)致谢 (24)外文原文 (25)中文翻译 (35)第1章绪论选题意义随着多模态人机交互技术的发展,新型人机交互模式的应用前景更加广阔。

共振峰估计的基本原理

共振峰估计的基本原理

共振峰估计的基本原理共振峰估计是一种通过分析信号的频谱特征来估计信号的基频的方法。

在语音信号处理中,共振峰估计可以用来提取人声的谐振峰,并进一步用于语音特征分析、语音识别等任务。

本文将首先介绍共振峰的定义和特征,然后详细阐述共振峰估计的基本原理。

共振峰是指频谱中的明显峰值区域,它们代表了声音信号中声道形状的谐振频率。

在语音信号中,共振峰的频率范围通常集中在100Hz到8000Hz之间。

这些共振峰对于人类语音产生的声道产生了显著的影响,它们的变化反映了不同发音的声音特征。

因此,通过分析共振峰可以推测出人们的语音特征和说话方式。

共振峰估计的基本原理是通过对信号频谱进行分析来确定共振峰的位置和强度。

频谱分析是将时域信号转换到频域的过程,它描述了信号在不同频率上的能量分布。

在语音信号处理中,经典的频谱分析方法是进行傅里叶变换,将信号从时域表示转换到频域表示。

通过对频谱进行进一步处理,可以得到信号的谱包络,即信号在不同频率上的振幅分布。

在共振峰估计中,一种常用的分析方法是线性预测编码(Linear Predictive Coding,LPC)。

LPC是一种通过对信号进行自回归建模来估计共振峰的方法。

它假设信号是由前几个采样点的线性组合得到的,并通过最小化预测误差来确定模型参数。

LPC可以用来估计信号的自回归系数和激励参数,从而得到信号的频谱估计。

在LPC中,信号的频谱估计通过预测多项式来实现。

预测多项式可以用来模拟信号的自回归关系,即通过线性组合得到后续采样点的值。

预测多项式的阶数决定了模型的复杂度,通常会选择一个合适的阶数来平衡模型的准确性和计算效率。

通过LPC方法估计的频谱包络可以通过求解预测多项式的根来获得。

预测多项式的根被称为声道极点,它们代表了信号声道的共振峰的位置。

声道极点的位置可以通过求解预测多项式的特征根来实现,一般使用Levinson-Durbin算法来求解。

在LPC估计共振峰的过程中,通常会限制只提取主要的共振峰,并去除一些次要的峰值。

音的共振与共振峰的测量

音的共振与共振峰的测量

音的共振与共振峰的测量音是我们日常生活中常常遇到的物理现象之一,通过声音的传播,我们可以感知到世界的各种信息。

在声学领域中,音的共振和共振峰是两个重要的概念。

本文将介绍音的共振现象以及如何测量共振峰。

一、音的共振现象共振是指一个系统在受到外界激励的情况下,会发生振动的现象。

在音学中,当一个音源发出波长接近或等于某个物体固有长度的声音时,这个物体就会发生共振现象。

共振现象可通过简单的实验来观察。

我们可以使用一个弹簧振子和一个音叉来进行实验。

首先,将弹簧振子垂直悬挂,然后用手将音叉激励一下并将其靠近弹簧振子。

当音叉发出的声音波长与振子的长度相匹配时,振子开始共振,产生明显的振动效应。

二、共振峰的概念共振峰是指在一个音频系统中,频率特性曲线上出现的振幅最大的点。

当声源发出频率与音频系统中某个固有频率相等时,会导致这个频率处的振幅达到最大值,形成共振峰。

共振峰在声学工程和音频信号处理中具有重要的应用。

例如,在音频均衡器中,可以通过调整某个频段的增益以提高或降低该频段的共振峰,从而调整音频的音质。

三、共振峰的测量方法要测量共振峰,可以使用频谱分析仪或声音编辑软件等工具。

下面介绍一种简单的频谱分析仪测量共振峰的方法:1. 准备工作:将麦克风或传感器与频谱分析仪连接好,并确保设备正常工作。

2. 发出声音信号:使用声源发出一段代表性的声音信号,例如一个特定频率的音调或声音片段。

3. 接收信号:频谱分析仪将接收到声音信号,并将其转换成频率特性曲线,显示在频谱图上。

4. 观察共振峰:通过观察频谱图,可以找到频率响应曲线上振幅最大的点,这就是共振峰所在的频率位置。

5. 记录和分析结果:将共振峰的频率和振幅数值记录下来,并进行进一步的分析和处理。

通过测量共振峰,我们可以了解声音信号在不同频率下的振幅变化情况,从而更好地理解和处理声音现象。

结论音的共振现象是声学中的一个重要概念,它与物体的固有长度和声音的频率相关。

共振峰则是音频系统中频率特性曲线上的一个振幅最大点,对音频处理和音质调整具有重要意义。

语言学中的语音信号分析

语言学中的语音信号分析

语言学中的语音信号分析语音信号是人类信息传递中最重要的方式之一。

语音信号分析是语音学研究的重要基础,也是许多领域如语音识别、语音合成、说话人识别等研究的关键环节。

本文将详细介绍语音信号分析的概念、步骤、方法和应用,以及目前存在的问题和未来的发展方向。

一、语音信号分析的概念和步骤语音信号分析是指将语音信号转变为可被计算机处理和识别的形式。

其步骤一般包括分帧、加窗、时域特征提取、频域特征提取等。

下面将逐一介绍。

1.分帧语音信号是一系列时域波形,随着时间的推移,其幅度和频率也在不断变化。

为了方便后续计算处理,需要将长时域的语音信号分割成短时域的小段,每一段称为一帧。

帧的长度一般在20~40ms之间,相邻帧之间一般有20~50%的重叠。

2.加窗由于分帧后的语音信号段末端的数值不完整,会造成分析和处理的困难。

为了消除边界效应,在每一帧的两端加上窗函数。

窗函数的目的是将信号逐渐减小到零,避免过度的数据扰动,同时使得相邻帧之间的信号光滑连续,减小处理误差。

3.时域特征提取时域特征是指每一帧中的语音信号的幅度、能量、过零率、基音周期等,一般通过数字信号处理方法计算得到。

这些特征可以反映语音信号的时域变化情况,如音高、音强、音长等。

4.频域特征提取语音信号在频域上的特征也非常重要。

FFT算法可以将时域信号转换为频域信号,得到语音信号的频谱。

从频谱中可以提取出如功率谱密度、倒谱系数、线性预测系数等频域特征。

这些特征可以反映语音信号的谐波结构和共振峰分布。

二、语音信号分析的方法语音信号分析方法有很多种,下面介绍几种常用的方法。

1.基音周期提取法人类的语音信号中存在基频,也就是说,语音信号中存在固定的波形重复出现。

基音周期提取法就是通过求取信号的基频周期,来确定声音的音高。

基音周期提取法的难点在于基波周期受到噪声和非周期性成分的影响,误差很大。

2.线性预测法线性预测法是通过分析语音信号在经过声道传输后,所产生的声音变化,来判断不同声音的特征。

语音信号共振峰检测方法

语音信号共振峰检测方法

语音信号共振峰检测方法嘿,咱今儿就来聊聊语音信号共振峰检测方法。

你说这语音信号,就好像是声音的密码,而共振峰呢,那就是密码里的关键数字呀!咱先想想,声音是咋来的呀?不就是物体振动产生的嘛。

那这语音信号里啊,就藏着好多秘密呢。

共振峰呢,就是其中特别重要的一部分。

检测共振峰,就像是在声音的海洋里寻宝。

咱得有合适的工具和方法,才能把那些宝贝给找出来呀。

比如说,可以用频谱分析的方法,就好像拿着一个超级放大镜,去仔细观察声音的频谱图,找出那些突出的部分,那可能就是共振峰啦。

或者呢,还可以用一些算法,就像是聪明的小侦探,能从复杂的语音信号里找出共振峰的蛛丝马迹。

这就好比你在一堆乱七八糟的东西里找一个特别的小物件,得有技巧才行呢。

你想想看,如果没有好的检测方法,那我们对语音的理解不就乱套啦?说话都听不明白,那可不行呀!检测共振峰还能有啥用呢?哎呀,那用处可多啦!比如在语音识别里,它能帮我们更准确地识别出说的是什么。

就像你跟朋友聊天,要是听不清他说啥,那不就尴尬啦?共振峰检测就像是给我们的耳朵加了个清晰滤镜。

再比如在音乐领域,了解共振峰能让我们更好地理解声音的特质,创作出更美妙的音乐呢。

这不就像厨师知道了各种调料的特点,才能做出美味的菜肴一样嘛!而且哦,这检测方法还在不断发展和进步呢。

科学家们就像勤劳的小蜜蜂,一直在努力研究更好的方法,让我们能更准确、更快速地检测出共振峰。

咱普通人虽然不用自己去研究这些复杂的方法,但了解一下也挺有意思的呀。

说不定哪天你跟别人聊天的时候,就能显摆一下:“嘿,你知道语音信号共振峰检测方法不?”那多牛呀!总之呢,语音信号共振峰检测方法可真是个神奇的东西。

它让我们能更好地理解和利用声音,让我们的生活变得更加丰富多彩。

所以呀,可别小瞧了它哟!。

基于matlab的语音信号共振峰估计

基于matlab的语音信号共振峰估计

基于MATLAB的语音信号共振峰估计1. 概述语音信号处理是数字信号处理领域的重要分支之一,其应用范围非常广泛,包括语音识别、语音合成等领域。

语音信号的共振峰估计是语音信号处理中的一个重要任务,通过对语音信号进行共振峰估计可以对语音信号的特征进行分析和提取,为后续的语音处理任务提供重要的依据。

2. 共振峰估计的意义共振峰是声道系统在产生语音时的共振峰,它反映了声道系统的共振特性,也是语音信号的重要特征之一。

共振峰估计可以帮助我们了解语音信号的发音特点,有助于语音合成、语音识别等应用。

3. 基于MATLAB的共振峰估计方法MATLAB作为一种强大的科学计算软件,提供了丰富的信号处理工具箱和函数,可以方便地进行语音信号共振峰估计。

常用的方法包括基于自相关函数的线性预测分析法(LPC)和基于倒谱分析法等。

3.1 基于自相关函数的线性预测分析法线性预测分析(LPC)是一种常用的语音信号分析方法,它可以用来估计语音信号的共振峰。

我们需要计算语音信号的自相关函数,然后利用自相关函数进行线性预测分析,得到语音信号的LPC系数。

通过对LPC系数进行倒谱求解,可以得到语音信号的共振峰频率和幅度。

在MATLAB中,可以利用signal processing toolbox中的函数实现自相关函数的计算和LPC系数的求解。

使用函数lpc()可以直接得到语音信号的LPC系数,再通过倒谱求解方法得到共振峰频率和幅度。

3.2 基于倒谱分析法倒谱分析是一种基于信号的功率谱密度估计方法,它可以用来估计语音信号的共振峰。

在MATLAB中,可以利用函数cepstrum()进行倒谱分析,得到语音信号的倒谱系数。

通过对倒谱系数进行谱峰提取,可以得到语音信号的共振峰频率和幅度。

4. 实例分析为了更好地理解基于MATLAB的语音信号共振峰估计方法,下面我们通过一个实例来进行分析。

我们加载一个语音信号的音频文件,并进行预处理,包括时域预处理和频域预处理。

语音识别系统中的音频特征提取算法研究

语音识别系统中的音频特征提取算法研究

语音识别系统中的音频特征提取算法研究引言:随着科技的发展,语音识别技术越来越成熟,已经广泛应用于智能助理、语音控制和人机交互等领域。

而语音识别的关键环节之一就是音频特征提取,它将语音信号转换为数学特征,为后续的模式匹配和识别提供基础。

本文将探讨语音识别系统中常用的音频特征提取算法,并对其研究进行介绍和分析。

一、音频特征提取算法的背景在语音识别系统中,音频特征提取算法起着至关重要的作用。

其目的是从语音信号中提取出具有区分能力的特征,以便于后续的识别和分类任务。

传统的音频特征提取算法主要包括基于时域和频域的方法,如短时能量、过零率、梅尔频谱倒谱系数(MFCC)等。

这些算法在语音识别领域有着广泛的应用。

二、音频特征提取算法的研究现状1. 基于时域的音频特征提取算法基于时域的音频特征提取算法采用的是语音信号在时间上的变化特性。

短时能量是常用的时域特征之一,它反映了信号在短时间内的能量变化。

过零率是另一个常用的时域特征,它表示信号通过零点的次数。

这些特征可以有效地反映语音信号的频率和语调等信息。

2. 基于频域的音频特征提取算法基于频域的音频特征提取算法则是将语音信号转换到频域进行分析。

其中最常用的方法是梅尔频谱倒谱系数(MFCC)。

MFCC将语音信号转换为一组能够描述语音特征的参数,包括音高、音量和共振峰等信息。

MFCC算法在语音识别中表现出色,被广泛应用。

3. 其他音频特征提取算法除了时域和频域特征外,还有一些其他的音频特征提取算法被研究并应用于语音识别系统中。

比如线性预测编码(LPC)算法可以对语音信号的频率特性进行建模。

倒谱相关系数(LPCC)算法则是一种改进的LPC算法,它引入了对数非线性变换来提高模型的效果。

三、音频特征提取算法的评估指标评估音频特征提取算法的性能需要使用一些指标来进行衡量。

常见的评估指标包括信噪比(SNR)、错误率(ER)和识别准确率(RA)等。

这些指标可以帮助研究人员评估算法的鲁棒性和准确性,并选择适合特定应用场景的算法。

praat 共振峰

praat 共振峰

praat 共振峰Praat共振峰Praat是一款用于音频分析的开源软件,在语音学和声学研究中得到广泛应用。

其中的一个重要概念是共振峰,也被称为形ant性共振峰。

本文将介绍Praat共振峰的定义和功能,并探讨如何使用Praat测量和分析共振峰。

一、共振峰的定义共振峰是指声音谱波中表现出增强和衰减的频率区域,是声学信号处理领域中最为重要的概念之一。

在语音学中,共振峰可以帮助我们分析人类声音的声道形状和特征。

Praat作为一款专业的声学分析工具,可以对声音信号进行高精度的共振峰分析。

二、Praat共振峰功能Praat提供了多种用于共振峰分析的工具和功能。

通过这些功能,我们可以测量和分析声音信号中的共振峰,并获得与其相关的音频特征参数。

1. 共振峰测量Praat允许用户对声音信号进行共振峰测量。

用户可以根据需要选择不同的声道音高路径,以测量不同频率区域的共振峰。

利用Praat的可视化界面,用户可以清晰地看到每个共振峰的频率和幅度。

2. 共振峰分析Praat还提供了一系列共振峰分析工具,用于进一步分析共振峰的特征。

这些工具包括共振峰频率分布图、共振峰的变化趋势等。

通过这些分析,用户可以更加深入地了解声音信号的共振特性。

3. 共振峰参数提取Praat可以将共振峰的频率和幅度等参数提取出来,以便进一步分析和研究。

通过这些参数,用户可以进行声音比较、声纹识别等应用。

三、使用Praat进行共振峰测量的步骤下面将介绍使用Praat进行共振峰测量的基本步骤,以帮助读者更好地使用该工具。

1. 导入声音文件在Praat中,首先需要导入待测量的声音文件。

可以通过点击“Open”按钮,选择所需文件进行导入。

2. 设置分析参数在导入声音文件后,需要设置共振峰分析的参数。

包括采样频率、分析窗口长度等。

根据具体需求和实验目的,适当调整这些参数。

3. 执行共振峰测量设置好参数后,可以点击“Run”按钮执行共振峰测量。

Praat将自动计算并显示出声音信号的共振峰频率和幅度。

基于共振峰曲线的语音信号动态特征提取方法

基于共振峰曲线的语音信号动态特征提取方法

基于共振峰曲线的语音信号动态特征提取方法韩志艳;王健【摘要】In order to improve the robustness of speech recognition in noise environment,a dynamic feature extraction for speech signal based on formant curve is put forward.It uses Hilbert-Huang transform to estimate speech signal formant frequency characteristics after preprocessing,and then gets the first formant curve by combining the first formant frequency characteristics of each frame from the first frame to the last frame,and so forth,gets the second,the third and the fourth formant curve.And then takes Fast Fourier Transform for each formant curve to obtain linear spectrum,and calculates the energy spectrum,logarithmic energy and discrete cosine pared with the method of MFCC,the proposed dynamic feature of speech signal has the timecorrelation,revealing the close correlation between the speech signal frames,improving the performance of speech recognition.%为了提高噪音环境下语音识别的鲁棒性,提出了一种基于共振峰曲线的语音信号动态特征提取方法.采用基于Hilbert-Huang变换的方法来估算预处理后的语音信号共振峰频率特征,然后按照从第一帧到最后一帧的帧序,将预处理后的每帧语音信号的第一共振峰频率特征值进行组合获得第一共振峰曲线,依此类推,获得第二共振峰曲线、第三共振峰曲线及第四共振峰曲线.对获得的每条共振峰曲线进行快速傅里叶变换获得线性频谱,然后再求取能量谱,计算对数能量和离散余弦变换.与MFCC方法相比,提取的语音信号动态特征具有时间相关性,揭示了语音信号前后以及相邻之间存在的密切关联,提高了语音识别的性能.【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2017(027)006【总页数】5页(P72-75,80)【关键词】语音信号;动态特征;语音识别;特征提取;共振峰曲线【作者】韩志艳;王健【作者单位】渤海大学工学院,辽宁锦州121000;渤海大学工学院,辽宁锦州121000【正文语种】中文【中图分类】TP391.4语音识别最基础最重要的开发环节是语音信号特征参数的提取。

语音信号处理实验报告

语音信号处理实验报告

语音信号处理实验报告语音信号处理实验报告一、引言语音信号处理是一门研究如何对语音信号进行分析、合成和改善的学科。

在现代通信领域中,语音信号处理起着重要的作用。

本实验旨在探究语音信号处理的基本原理和方法,并通过实验验证其有效性。

二、实验目的1. 了解语音信号处理的基本概念和原理。

2. 学习使用MATLAB软件进行语音信号处理实验。

3. 掌握语音信号的分析、合成和改善方法。

三、实验设备和方法1. 设备:计算机、MATLAB软件。

2. 方法:通过MATLAB软件进行语音信号处理实验。

四、实验过程1. 语音信号的采集在实验开始前,我们首先需要采集一段语音信号作为实验的输入。

通过麦克风将语音信号输入计算机,并保存为.wav格式的文件。

2. 语音信号的预处理在进行语音信号处理之前,我们需要对采集到的语音信号进行预处理。

预处理包括去除噪声、归一化、去除静音等步骤,以提高后续处理的效果。

3. 语音信号的分析语音信号的分析是指对语音信号进行频谱分析、共振峰提取等操作。

通过分析语音信号的频谱特征,可以了解语音信号的频率分布情况,进而对语音信号进行进一步处理。

4. 语音信号的合成语音信号的合成是指根据分析得到的语音信号特征,通过合成算法生成新的语音信号。

合成算法可以基于传统的线性预测编码算法,也可以采用更先进的基于深度学习的合成方法。

5. 语音信号的改善语音信号的改善是指对语音信号进行降噪、增强等处理,以提高语音信号的质量和清晰度。

常用的语音信号改善方法包括时域滤波、频域滤波等。

六、实验结果与分析通过实验,我们得到了经过语音信号处理后的结果。

对于语音信号的分析,我们可以通过频谱图观察到不同频率成分的分布情况,从而了解语音信号的特点。

对于语音信号的合成,我们可以听到合成后的语音信号,并与原始语音信号进行对比。

对于语音信号的改善,我们可以通过降噪效果的评估来判断处理的效果。

七、实验总结通过本次实验,我们深入了解了语音信号处理的基本原理和方法,并通过实验验证了其有效性。

一种基于语音频谱的基频和共振峰提取算法

一种基于语音频谱的基频和共振峰提取算法

中图分类号:T N912.3 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2007)10-0020-03一种基于语音频谱的基频和共振峰提取算法王坤赤,蒋 华(南通大学电子信息学院,南通226007)摘 要:基音频率和共振峰频率的提取在语音编码、语音合成和语音识别中有着广泛的应用。

通过深入分析语音信号的时域和频域性质,针对语音信号幅度谱的特征设计了一种有效的基频和共振峰提取算法。

并对实际语音信号进行参数提取测试,实验结果证明了这种算法能够准确提取不同讲话者和录音条件下的语音信号的基频与共振峰频率。

关键词:基频;共振峰;语谱图A n algor ithm to extract the funda mental fr equency andfor m ants base on speech spectr ogra mW ANG Kun2chi,J I ANG Hua(School o f E lectronic Inf o r mation,N antong U niver si ty,N antong226007,China) Abstra ct:Extraction of fundamental frequency and F ormants of a speech signal is a fundam ental problem in speech coding,speech synthesis and speech rec ognition.An algorithm for the fundamental and formants ex2 traction is designed in accordance with t he future of speech spectrum.The alg orithm is tested by rec onstructi ng the speech signal using the value of fundamental frequency and formants which is extracted,and the result show s t hat the parameters’value is accuracy in diversified c ondition.K ey w or ds:fundamental frequency;f ormant;speech spectr ogram 语音参数指表示基频、声门激励和声道形状的数值,语音参数是语音信号识别的主要特征点。

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0.引 言 在语音数 字信号处理 的研究 中 ,语音信 号的共振 峰是一个 十分 重 要 的性 能参数 。共振峰是 准周 期脉冲激励进入声道时产生 的一组共 振 频 率。共振 峰参数包括共 振峰频率 和频带宽度 ,它是 区别 不 同韵母 的 重要参 数 。当前共振峰 的提取 方法有很多种 ,每种方法各有利 弊 ,本 文 对 多种共 振峰提取方法进行实验和 比较分析 。 与基音提取类似 ,得到精确的共振Ⅱ 占值也是很困难的,这些困难是 : (1)虚假 峰值 在 正常情况 下 ,频谱 包络 中的最 大值完全是 由共振峰 引起 的。但 有 时会 出现虚假峰值 ,在利用非 线性预测分析方法的频谱包络估计 时 , 出现虚假 峰值情况较多 ,而采用线性 预测方法时 ,出现虚假峰值情况得 到 了很 大 的改 善 。 (2)共振 峰合并 当出现相 邻共振峰时 ,可能会有频率 靠得 太近难以分辨 的情况 ,而 寻找一种理想 的能对共振峰合并进行识 别的共振峰提取算法有不少实 际 困难 。
(3)高音调语音 传统 的频谱包 络估值方 法是利用 由谐 波峰值提 供的样点 ,而高音 调语音 (如女声 和童声 )的谐 波间隔 比较宽 ,因而 为频谱包 络估 值所提 供的样点 比较 少。而利用线性预测进行频谱包络估 值可以一定 程度上 改善这一 问题 。 1.谱 包 络 提 取 共振 峰信息包含 在语音频谱 包络 中 ,因此共振 峰参 数提取 的关键 是估计 自然语音 频谱包络 ,并 认 为谱包 络 中的最 大值就是共振 峰。下 图 1是对 21帧信号的线性预测谱包络提取分析 。
2.倒 谱 法提 取 共振 峰 虽然 可以直接 对语 音信号求 离散傅 里叶变换 (DFT),然后用 DFT 谱来提取语音信号 的共振峰参数 ,但是 ,直接 DFT的谱要受 基频谐 波的 影响 ,最大值只能 出现在谐波频率上 ,因而共振峰测定误差较大 。为了 消除基频谐波 的影响 ,可 以采用 同态解卷技术 ,经过 同态 滤波后得 到平 滑的谱 ,这样简单地检测峰值就可 以直接提取共振峰参数 ,因而这种方 法 更为有效和精确 。因为倒谱运用对数运算 和二次变换将基音谐波 和 声 道的频谱包络分离开来 。因此用低时窗 1(n)从 语音信 号倒谱 c【n)中所 截 取 出来 得 h(n),能 更精确地反 映声道 响应 。这样 ,由 hfn)经 DFT得到 的 H㈤ ,就是声道 的离 散谱 曲线 ,用 H( )代替 直接 DFF的频谱 ,因为 去除了激励 引起 的谐 波波动 ,所 以可以更精确地得到共振峰参数。

响应 A(k)的谷点来得到共 振峰 的位 置 。因为 A(z)=1 aiz ,所 以
若求此多项式 系数序列 (1.al,a ,……a)的DFT,就 可以得 到 A(k)。但是 一 般预测 阶数 P不 大 ,这 就影响 了求 其谷点 即求 其共振峰 频率值 的精 度 。为 了提高 DFT的频率分 辨率 ,可以采用补 0的办法增 加序列 的时 间长度 ,即用 (1,a ,a ,……a 0,0,… ,0)进行 DFT,为 了能利用 FFT,长度 一 般取 为 6¨4点 、128点 、256点 、512点等 。另外 也可 以采用抛物线 内插 技术 ,解决频率分辨率较低的情况下的共 振峰频率值 的求取 。
图2倒谱法求取 的共振峰参数图 3.LPC法提 取 共振 峰 从线性 预测导 出的声道滤波器 是频谱包络估计 器的最新形式 ,线 性预测提供 了一个优 良的声道模 型(条件是语 音不含噪声)。尽管线性 预测法 的频率灵敏度和人耳不相 匹配 ,但 它仍是 最廉价 、最优 良的行之 有 效 的 方 法 。 用线性 预测可对语 音信号进行解 卷 :即把激励分 量归人预测残 差 中 ,得到 声道响 应 的全 级模 型 H(z)的分量 ,从 而得到 这个分 量 的ai参 数 。尽 管其精度 由于存 在一定 的逼 近误差而有所 降低 ,但去除 了激励 分量的影响 。此时求 出声道 响应分量 的谱 峰 ,就 可以求 出共振 峰 ,这里 有两种途 径 :一是用 标准的求取复 根的方法计算全级 模型分母 多项式 A(z)的根 ,称为求根法 ;一 是用运算量较少 的DFT法 ,求 A(z)的离散 频率
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(7)LPC倒谱
Hale Waihona Puke (8)LPC倒 谱包络 图 1
图3 LPC谱估计法求取的共振峰参数 图
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科技 信息
4.求 根 法 提 取 共 振 峰 找出多项式复根 的过程通 常采 用牛顿一 拉夫逊 (Newton—Raphson) 算法。其方法是一开始先猜测一个根值并就此猜测值计算多项式及其 导数的值 ,然后利用结果再 找出一个改进 的猜 测值 。当前后两个 猜测 值之差小 于某门限时结束猜 测过程 。由上述过 程可知 ,重 复运算 找出 复根 的计 算量相 当可观 。然而 ,假设每一 帧的最初猜测值域前 一帧的 根 的位置重 合 ,那么根 的帧 到帧的移 动足够小 ,经过较 少的重复 运算 后 ,可使新的根的值会聚在一起 。当求根过程初始时 ,第一帧的猜测值 可 以在单位圆上等间隔设置。
科技 信 息
语 音 信 号 共 振峰 提取 方 法 的 研 究 分 析
青海师范大学物理 系 杨 丹 姜 占才 余蓥良 李振起
[摘 要]目前的提 取语音共振峰的方法比较 多,常用的方法有倒谱 法、LPC谱估计法 、LPC倒谱 法 ,但 没有 一种方法是十分 完美的 ,为 了 系 统 的 深 入 的研 究 共 振 峰 的 提 取 ,本 文 对 同一 帧 语 音 信 号 进 行 了 不 同 方 法 的 共 振 峰 提 取 实验 仿 真 ,给 出 了具 体 的 共 振 峰 频 率 数 据 ,同时对 不同方法的优 缺点进行 了科学 的、深入的研 究分析 ,用Matlab对算法进 行仿真 实现 ,实验结果表 明共振峰 的提取 方案 中 LPCC倒谱 法避 免 了一般 同态处理 中对复对数的麻烦 ,可 以较为理想的 实现对共振峰 的提取 。 [关 键 词 ]共 振峰 倒 谱 法 LPC谱 估计 法 LPC倒 谱 法 同 态处 理
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