说话人识别中特征参数提取的一种新方法
gmm算法理解
gmm算法理解摘要：1.算法背景2.算法原理3.算法应用领域4.优缺点分析5.总结正文：【算法背景】GMM（Gaussian Mixture Model，高斯混合模型）算法是一种聚类方法，主要用于对由多个高斯分布组成的数据集进行建模。
该算法通过拟合数据集的混合分布，找到数据的最佳表示形式。
GMM算法广泛应用于语音识别、图像处理、自然语言处理等领域。
【算法原理】GMM算法基于高斯分布的性质，假设数据集是由多个高斯分布混合而成的。
每个高斯分布表示数据集中的一个子集，即一个聚类。
在训练过程中，算法通过迭代计算每个数据点的概率，从而得到每个数据点属于各个聚类的概率。
最终，根据这些概率，可以将数据点分为若干个聚类。
具体来说，GMM算法分为两个阶段：1.初始化阶段：随机选择K个中心点（均值点），作为K个高斯分布的初始均值。
2.训练阶段：对于每个数据点，计算其属于各个高斯分布的概率，即计算各高斯分布的参数（均值、协方差矩阵）与数据点之间的距离。
根据这些概率，更新各高斯分布的均值和协方差矩阵。
重复这一过程，直至收敛。
【算法应用领域】GMM算法在许多领域都有广泛应用，例如：1.语音识别：在语音信号处理中，GMM算法可以用于提取声道特征，用于后续的说话人识别和语音识别任务。
2.图像处理：GMM可以用于图像分割，将图像划分为多个区域，从而实现图像的分析和理解。
3.自然语言处理：在文本聚类和主题模型中，GMM算法可以用于对文本数据进行建模，挖掘文本数据中的潜在主题。
【优缺点分析】优点：1.GMM算法具有较好的聚类性能，尤其在处理高维数据时，表现优于一些传统的聚类算法。
2.GMM算法可以自动处理数据中的噪声，对于异常值具有一定的鲁棒性。
缺点：1.GMM算法对初始参数敏感，不同的初始参数可能导致不同的聚类结果。
2.算法计算复杂度较高，尤其是在大规模数据集上，计算量会随着数据量的增长而显著增加。
【总结】GMM算法是一种基于高斯分布的聚类方法，具有良好的聚类性能和鲁棒性。
一些常用的语音特征提取算法
⼀些常⽤的语⾳特征提取算法前⾔语⾔是⼀种复杂的⾃然习得的⼈类运动能⼒。
成⼈的特点是通过⼤约100块肌⾁的协调运动，每秒发出14种不同的声⾳。
说话⼈识别是指软件或硬件接收语⾳信号，识别语⾳信号中出现的说话⼈，然后识别说话⼈的能⼒。
特征提取是通过将语⾳波形以相对最⼩的数据速率转换为参数表⽰形式进⾏后续处理和分析来实现的。
因此，可接受的分类是从优良和优质的特征中衍⽣出来的。
Mel频率倒谱系数(MFCC)、线性预测系数(LPC)、线性预测倒谱系数(LPCC)、线谱频率(LSF)、离散⼩波变换(DWT)和感知线性预测(PLP)是本章讨论的语⾳特征提取技术。
这些⽅法已经在⼴泛的应⽤中进⾏了测试，使它们具有很⾼的可靠性和可接受性。
研究⼈员对上述讨论的技术做了⼀些修改，使它们更不受噪⾳影响，更健壮，消耗的时间更少。
总之，没有⼀种⽅法优于另⼀种，应⽤范围将决定选择哪种⽅法。
本⽂主要的关键技术：mel频率倒谱系数(MFCC)，线性预测系数(LPC)，线性预测倒谱系数(LPCC)，线谱频率(LSF)，离散⼩波变换(DWT)，感知线性预测(PLP)1 介绍⼈类通过⾔语来表达他们的感情、观点、观点和观念。
语⾳⽣成过程包括发⾳、语⾳和流利性[1,2]。
这是⼀种复杂的⾃然习得的⼈类运动能⼒，在正常成年⼈中，这项任务是通过脊椎和颅神经连接的⼤约100块肌⾁协调运动，每秒发出⼤约14种不同的声⾳。
⼈类说话的简单性与任务的复杂性形成对⽐，这种复杂性有助于解释为什⼳语⾔对与神经系统[3]相关的疾病⾮常敏感。
在开发能够分析、分类和识别语⾳信号的系统⽅⾯已经进⾏了⼏次成功的尝试。
为这类任务所开发的硬件和软件已应⽤于保健、政府部门和农业等各个领域。
说话⼈识别是指软件或硬件接收语⾳信号，识别语⾳信号中出现的说话⼈，并在[4]之后识别说话⼈的能⼒。
说话⼈的识别执⾏的任务与⼈脑执⾏的任务类似。
这从语⾳开始，语⾳是说话⼈识别系统的输⼊。
⼀般来说，说话⼈的识别过程主要分为三个步骤:声⾳处理、特征提取和分类/识别[5]。
说话人识别中的HOCOR和改进的MCE
说话人识别中的HOCOR和改进的MCE
范小春;邱政权
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2008(008)012
【摘要】从线性预测(LP)残差信号中提出了一种新的特征提取方法,这种特征跟单个的说话人的声道密切相关.不是应用傅立叶技术,而是把HAAR小波变换应用于残差信号,而这种计算更简单.通过把HAAR变换运用于LP 残差而获得了一个新的特征HOCOR.为了进一步提高识别性能和训练速度,在识别阶段采用了改进的最大分类错误(MMCE).实验结果显示采用所提出的新的特征和MMCE取得了较好的识别效果.
【总页数】4页(P3159-3161,3174)
【作者】范小春;邱政权
【作者单位】湖南科技大学信息与电气工程学院,湘潭,411201;湖南科技大学信息与电气工程学院,湘潭,411201
【正文语种】中文
【中图分类】TN912.34
【相关文献】
1.利用MCE算法提高说话人识别性能 [J], 李晓宇;李虎生;刘加;刘润生
2.说话人识别中改进特征提取算法的研究 [J], 宋乐;白静
3.说话人识别中MFCC参数提取的改进 [J], 胡政权;曾毓敏;宗原;李梦超
4.改进MCE训练算法在说话人识别中的应用 [J], 吕洪艳;李荟
5.基于GMM与改进MCE训练的说话人识别研究 [J], 王松;孙传庆;朱正平
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声学信号处理技术在语音识别中的应用
声学信号处理技术在语音识别中的应用近年来，随着科技的不断进步，声学信号处理技术在语音识别领域中发挥着越来越重要的作用。
语音识别是一种能够将人类语音信息转化为数据的技术，它在人工智能、语音控制等领域有着广泛的应用。
本文将探讨声学信号处理技术在语音识别中的应用以及对其发展的影响。
首先，声学信号处理技术在语音识别中的重要作用体现在语音特征提取方面。
通过对语音信号进行采样和频谱分析，可以将其转化为数字信号，进而提取出一系列的特征参数。
这些特征参数包括音频频率、声强、音素等等，它们能够准确地描述语音信号的特点。
而声学信号处理技术能够对特征参数进行分析和处理，从而提高语音识别的精确度和准确性。
其次，声学信号处理技术在语音识别中的应用还表现在语音增强和噪声抑制方面。
在实际环境中，语音信号往往伴随着各种噪声，例如机器噪音、人声干扰等。
这些噪声会干扰语音信号的识别，降低语音识别的准确性。
声学信号处理技术可以通过信号降噪算法，对语音信号进行预处理，去除噪声干扰，从而有效提高语音识别的质量。
此外，声学信号处理技术还在语音信号编码和压缩方面发挥重要作用。
在语音通信和存储过程中，对语音信号进行编码和压缩可以减少数据的存储和传输成本。
声学信号处理技术可以对语音信号进行采样和量化，提取出较小的数据包络，从而实现高效的语音编码和压缩。
这不仅节省了存储空间和传输带宽，还提高了语音通信的效率。
此外，声学信号处理技术在语音识别中的应用还包括说话人识别和情感识别等方面。
通过分析语音信号中的特征参数，可以识别不同的说话人，并实现对其身份的验证和辨认。
这对一些需要身份验证的应用来说具有重要意义，例如银行电话客服、语音门禁系统等。
同时，声学信号处理技术还能够通过分析语音信号的音调、频率和音素等特征，进行情感识别，从而判断说话人的情绪和心理状态。
然而，声学信号处理技术在语音识别中的应用还存在一些挑战和不足之处。
首先，语音信号的多样性和复杂性对声学信号处理算法提出了更高的要求。
特征识别算法
特征识别算法特征识别算法（Feature Recognition Algorithm）是一种通过对输入数据进行分析和处理，从中提取出具有特定意义的特征并进行识别的一种技术。
它可以应用于多个领域，如图像处理、语音识别、生物特征识别等。
在图像处理领域，特征识别算法被广泛应用于目标检测、物体识别等任务中。
通过提取图像的局部特征，比如边缘、纹理、颜色等，算法可以识别出图像中的目标物体，并进行分类或定位。
其中最常用的特征识别算法之一是SIFT（Scale-Invariant Feature Transform），它通过寻找图像中的关键点，并对这些关键点进行描述，从而实现图像特征的匹配和识别。
在语音识别领域，特征识别算法可以将语音信号转化为一系列特征向量，用于表示语音的特征。
常用的特征包括梅尔频率倒谱系数（MFCC）、线性预测编码（LPC）等。
这些特征可以用于语音识别任务中，比如说话人识别、语音指令识别等。
在生物特征识别领域，特征识别算法可以根据人体的生物特征进行身份识别。
常见的生物特征包括指纹、虹膜、面部等。
通过提取这些生物特征的特征向量，并与已知的特征进行比对，算法可以判断出一个人的身份。
特征识别算法的核心思想是将输入数据转化为一种可以被计算机处理的形式，并提取出具有特定意义的特征。
这些特征可以用于判断、分类或识别。
为了提取出有意义的特征，算法需要具备以下几个步骤：1. 数据预处理：对输入数据进行预处理，如去噪、归一化等。
这一步旨在减少数据中的噪声和冗余信息，提高特征的可靠性。
2. 特征提取：通过某种方法提取出数据中的特征。
常用的方法有统计分析、频域分析、小波变换等。
特征的选择应该具有一定的区分度和稳定性，能够准确地表达数据的特性。
3. 特征选择：根据特定的任务需求，选择出最相关的特征。
这一步旨在减少特征的维度，提高计算效率和准确性。
4. 特征匹配或分类：将提取到的特征与已知的特征进行比对，从而实现特征的匹配或分类。
mfcc 离散余弦变换
mfcc 离散余弦变换
MFCC，即Mel频率倒谱系数，是一种语音特征参数，常用于语音识别和语音编码等领域。
而离散余弦变换（DCT）是一种常用的信号处理技术，用于对信号进行有损数据压缩。
在语音信号处理中，DCT可以用于提取MFCC特征参数。
具体的实现过程是：首先对语音信号进行预加重和分帧处理，然后进行加窗操作，接着计算每个帧的离散余弦变换，得到DCT系数，最后对这些系数进行取对数、离散化和归一化处理，得到MFCC特征参数。
MFCC特征参数具有较好的稳定性和鲁棒性，能够有效地描述语音信号的韵律和音色等特征，因此在语音识别、语音合成、说话人识别等领域得到了广泛应用。
而离散余弦变换作为一种高效的信号处理技术，也广泛应用于信号压缩和特征提取等领域。
MFCC（Mel频率倒谱系数）和DCT（离散余弦变换）是两种不同的语音特征提取方法，它们在语音处理领域中都有应用。
MFCC主要用于语音识别和语音编码，通过将语音信号转化为频谱图，提取出与人类语音感知相关的特征参数，如音高、音强、共振峰等。
MFCC的优点在于能够有效地描述语音信号的韵律和音色等特征，并且在处理过程中相对稳定，抗干扰能力强。
DCT则是一种用于信号压缩和特征提取的常用技术，通过将信号从时域变换到频域，提取出信号中的主要成分和能量，从而实现数据压缩。
在语音处理中，DCT可以用于提取语音信号中的频率特征，如共振峰等。
DCT的优点在于其算法简单、快速，且在数据压缩方面效果较好。
总之，MFCC和DCT是两种不同的语音特征提取方法，MFCC 更适用于语音识别和语音编码，而DCT更适用于信号压缩和特征提取。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的方法。
《基于i-vector的说话人识别的研究》范文
《基于i-vector的说话人识别的研究》篇一基于i-vector的说话人识别技术研究一、引言随着语音技术的不断发展，说话人识别技术逐渐成为人们关注的焦点。
说话人识别技术是一种通过分析语音信号中的特征信息，从而确定说话人身份的技术。
i-vector技术作为一种有效的语音特征提取方法，在说话人识别领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究基于i-vector的说话人识别技术，探讨其原理、方法及优势，为相关领域的研究提供参考。
二、i-vector技术原理i-vector是一种基于高斯混合模型（GMM）的语音特征提取方法。
其基本原理是将语音信号中的特征信息通过高斯混合模型进行建模，然后通过统计方法得到一个能够描述语音特性的向量，即i-vector。
该向量包含了语音信号中的各种特征信息，如声学特征、音素特征等，可以有效地表征说话人的语音特性。
三、基于i-vector的说话人识别方法基于i-vector的说话人识别方法主要包括以下几个步骤：1. 语音信号预处理：对输入的语音信号进行预处理，包括去噪、归一化等操作，以便后续的特征提取。
2. 特征提取：利用i-vector技术对预处理后的语音信号进行特征提取，得到每个语音信号的i-vector向量。
3. 模型训练：采用高斯混合模型（GMM）对提取的i-vector 向量进行建模，训练得到说话人的模型参数。
4. 说话人识别：将待识别的语音信号进行同样的特征提取和模型训练，然后与已建立的说话人模型进行比对，从而确定说话人的身份。
四、i-vector技术的优势相比其他说话人识别技术，i-vector技术具有以下优势：1. 特征提取能力强：i-vector技术能够有效地提取语音信号中的各种特征信息，形成能够表征说话人特性的向量。
2. 鲁棒性高：i-vector技术对噪声、信道等干扰因素具有较强的鲁棒性，能够在不同的环境下实现稳定的说话人识别。
3. 计算效率高：i-vector技术的计算过程相对简单，能够快速地完成大量的语音数据处理。
语音识别的特征提取方法
语音识别的特征提取方法语音识别是指通过机器学习和信号处理技术将语音信号转换为文本或命令的过程。
在语音识别中，特征提取是至关重要的一步，它涉及到如何从原始语音信号中提取出表征语音的有用信息。
下面将介绍几种常用的语音识别特征提取方法。
1. 短时能量和过零率 (Short-Time Energy and Zero-Crossing Rate, STE/ZCR)短时能量表示语音每个小时间段内的能量大小，而过零率表示语音信号波形在每个小时间段内穿过零的次数。
短时能量和过零率可以提供一些声音的基本特征，如音强和频率信息。
2. 梅尔频率倒谱系数 (Mel-Frequency Cepstral Coefficients, MFCC)MFCC是一种广泛应用于语音识别的特征提取方法。
它采用一系列滤波器组对语音信号进行滤波，然后对每个滤波器输出结果进行离散余弦变换（DCT）得到系数。
MFCC特征具有良好的频率刻画能力，对音高和语音内容变化不敏感，且能有效地降低特征维度。
3. 线性预测编码系数 (Linear Predictive Coding, LPC)LPC是一种将语音信号建模为线性滤波器的方法，通过提取滤波器的参数来表示语音的特征。
LPC特征可以用于语音识别和说话人识别等任务，它能较好地刻画语音信号的时域特性。
4. 倒谱系数 (Cepstral Coefficients)倒谱系数是一种将功率谱转换到倒谱域的方法，它可以用来提取语音信号的频谱特征。
倒谱系数主要包括梅尔倒谱系数和线性倒谱系数，可以在一定程度上表征语音信号的谐波结构。
5. 高阶统计特征 (Higher-Order Statistics, HOS)高阶统计特征包括自相关函数、偏自相关函数和互相关函数等，它们可以描述语音信号的非线性特性，较好地刻画了语音信号的时域结构。
6. 短时傅里叶变换 (Short-Time Fourier Transform, STFT)STFT是一种将语音信号从时域转换到频域的方法。
mfcc特征维数 -回复
mfcc特征维数-回复MFCC（Mel-frequency cepstral coefficients）是一种常用的音频特征提取方法，用于声音识别和语音处理等领域。
在MFCC特征中，特征的维数是一个重要的参数，它决定了特征的表达能力和计算效率。
本文将详细阐述MFCC特征维数的定义、计算方法、影响因素以及应用场景等方面。
一、MFCC特征维数的定义MFCC特征维数是指在进行MFCC特征提取时，每个语音样本所得到的特征向量的维数。
通常情况下，MFCC特征向量是一个一维向量，其中每个元素表示不同频率范围的能量大小。
二、MFCC特征维数的计算方法MFCC特征提取的计算过程可以分为以下几个步骤：1. 预处理：对输入语音信号进行预加重处理，以增强高频成分。
2. 分帧：将预加重后的语音信号切割成短时帧，通常为20-30毫秒，重叠率一般为50。
3. 加窗：对每一帧的语音信号应用窗函数，通常使用汉明窗或汉宁窗。
4. 傅立叶变换：对窗函数后的信号进行快速傅立叶变换，得到频域表示。
5. 梅尔滤波器组：将频域信号通过一组均匀间隔的梅尔滤波器，将能量分布到不同频率范围的通道上。
6. 倒谱：对每个滤波器通道的能量取对数，并进行离散余弦变换，得到倒谱系数。
7. 降维：对倒谱系数进行主成分分析等降维操作，将特征维数缩小。
8. 归一化：对每个特征向量进行归一化，以消除不同说话人之间的特征差异。
在上述过程中，特征维数的计算主要涉及到第6和第7步。
降维操作的方法有很多种，常用的包括主成分分析（PCA）和线性判别分析（LDA）等。
三、MFCC特征维数的影响因素1. 语音信号的长度：语音信号的长度直接决定了帧数，而每帧得到的特征向量的维数与帧数成正比。
因此，语音信号越长，MFCC特征维数也越高。
2. 梅尔滤波器通道数：MFCC特征提取中使用的梅尔滤波器通常在20-40之间，通道数的增加会导致每帧得到的特征向量维数的增加。
3. 降维操作：在MFCC特征提取的最后一步，进行降维操作可以减少特征维数，提升计算效率。
人工智能语音助手的语音识别算法
人工智能语音助手的语音识别算法人工智能语音助手的出现给我们的生活带来了很多便利与创新。
其中，语音识别算法是其核心技术之一。
语音识别算法通过将语音转化为可理解的文本或命令，实现与人的自然语言交互。
本文将探讨人工智能语音助手的语音识别算法，并对其进行详细分析。
一、语音信号前端处理语音信号前端处理是语音识别算法中的第一步，其目的是对原始音频信号进行预处理，以减少噪声干扰并提取有效的语音特征。
这一步通常包括以下几个关键技术：1. 声音去噪在实际应用中，语音信号往往会受到各种环境噪声的干扰，例如背景噪声、传感器噪声等。
为了提高语音识别的准确性，需要对语音信号进行去噪处理。
常用的方法有基于统计特性的滤波算法和深度学习算法，通过降低噪声干扰来提高语音信号的质量。
2. 特征提取语音信号中包含着丰富的信息，如频率、能量、共振峰位置等。
特征提取的目的是从原始语音信号中提取出对语音识别有用的特征，常用的方法有梅尔频谱倒谱系数（MFCC）和线性预测编码（LPC）等。
这些特征能够有效地表征语音的时域和频谱信息，为后续的语音识别算法提供输入。
二、语音识别模型语音信号经过前端处理后，需要使用机器学习模型对语音进行建模和识别。
常用的语音识别模型包括隐藏马尔可夫模型（HMM）、深度神经网络（DNN）、循环神经网络（RNN）等。
1. 隐藏马尔可夫模型（HMM）HMM是一种用于对时序数据进行建模和分类的统计模型，它在语音识别中得到了广泛应用。
HMM将语音信号分割成一系列连续的音素单元，并利用状态转移概率矩阵描述音素之间的转移关系。
通过最大似然估计或基于贝叶斯的方法，可以对HMM的参数进行训练和优化，从而实现语音识别的任务。
2. 深度神经网络（DNN）DNN是一种基于人工神经网络的机器学习模型，具有强大的表达能力和优秀的泛化性能。
在语音识别中，DNN被用于建模语音特征与对应文本之间的映射关系。
通过多层神经网络的训练，DNN可以自动学习并提取出语音信号中隐藏的语音特征，实现对语音的高效识别。
说话人特征提取算法的研究
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数 ，而梅 尔倒 谱 系数是基 于人耳 特性的 ，能够很好 的保持 噪声环境 下的鲁棒性 ，将二者 结合 ，研 究一种新 的提取特征 参数
说话人识别方法概述
说话人识别方法概述作者：武光利来源：《硅谷》2012年第19期摘要：说话人识别是语音识别的一个重要的分支，是当前的研究热点之一。
首先介绍说话人识别的基本原理，然后介绍说话人识别常用的特征参数和分类方法，最后探讨说话人识别研究的难点。
关键词：说话人识别；特征提取；分类方法说话人识别是从说话人所发语音中提取出说话人是谁的信息的过程。
根据说话人识别的目标，可分为说话人辨认和说话人确认。
1）说话人辨认：根据给出的一段语音，判断是已知的N个人中的哪个人说的，所要解决的是“你是谁”的问题。
如果这个人一定包含在这N个人中，则称为“闭集”否则，称为“开集”。
2）说话人确认：根据给出的一段语音，判断是否是某个特定人说的，所要解决的是“你是否是你所声明的那个人”的问题。
根据说话人识别系统的工作模式，可将其分为与文本有关和与文本无关的两种。
1 说话人识别的基本原理图1给出了说话人识别系统框图。
建立和应用这一系统可以分为两个阶段[1]，即训练阶段和识别阶段。
在训练阶段，系统的每个使用者说出若干训练语句，系统据此建立每个使用者的模板或模型参量参考集。
而在识别阶段，待识别说话人语音中导出的参量要与训练中的参考参量或模板加以比较，并且根据一定的相似性准则形成判断。
对于说话人辨认来说，所提取的参数要与训练过程中的每一人的参考模型加以比较，并把与它距离最近的那个参考模型所对应的使用者辨认为是发出输入语音的说话人。
对于说话人确认而言，则是将从输入语音中导出的特征参数与其声音为某人的参考量相比较，如果两者的距离小于规定的阈值，则予以确认，否则予以拒绝。
2 说话人识别常用的特征一般而言，说话人所发出的语音信号中既包含说话人所要表达的语音信息，又包含说话人本人特有的个性特征。
按照参数的稳定性，说话人特征参数可大致分为两类[2]：一类是说话人生理决定的固有特性（例如，声道构造的个性差异等），主要表现在语音的频率结构上，代表性的特征参数有基音和共振峰。
一种改进的MFCC参数提取方法
摘
要
为了提高语音识 别率 ， 出Ｔ－ Ｄ￣ 提 －
ＭＦ Ｃｃ参数提取方法 。该 方法应用小波包 变换高分辨率 的特 点和语音 高频加权的
一种提取说话人特征的新方法
小、 鉴别 能力强 的特征 矢量 。在 说话 人 识别 系 统 中常 用 的
１ 提取特征方法的基本原理
主分量 分 析 Ｐ Ａ （ｒ ｒ ｍｐｎｎ ｎｌｓ ） 统 Ｃ ｐｉ ｙｃ ｏ ｅｔ ａ ｉ 是 ｍａ ｏ ａ ｙｓ 计学 中一种根 据数据 的统 计分 布 特性 ， 提取 数 据主 要成 分 的数据处 理方法 。它 是最 小均 方误 差 下 的最 优 正交 变换 ， 对 消除模 式 间 的相 关 性 、 出模 式 间差 异 性 有 最 佳 的 效 突 果 ， 以常 被用 于数 据 的压缩和 模式 识别 的特 征提取 。 所 线 性判别 分析 （ｎａ ｉ ｒ ｉａｔ ｎｌ ｉ， Ｄ ， １ ｅｒ ｓ ｉ ｎｎ ａ ａ ｓ Ｌ Ａ）也 ｉ ｄ ｅｍ ｙｓ
言
ＭＦ Ｃ的一 阶差 分 （ Ｃ 与 ＭＦ Ｃ参数 共 同组成 一 个 Ｃ ＭＦ Ｃ） Ｃ
特征 矢量 ， 为一帧 语音信 号的特 征参数 。 作
说话人 辨认 是通 过 对 说 话人 语 音 信 号 的 分析 和特 征 提取 ， 定说话 人是谁 。说 话人 识 别从 本质 上 看是 从 语音 确 信息 中提取 说话 人特征 ， 通过 一 定 的方式 进 行模 式识 别 并 的过 程 。在说 话人辨 认 系统 中 ， 征 的选 择直 接 影 响着 ］ 特 整个 系 统 的识 别性 能 ， 了减 少 后续 处 理 的 复杂 度 、 为 提高 系统 的识 别 率 ， 们 希 望 能 够 尽 可 能 地 提 取 出 一 组 维 数 人
用于说话人鉴别的特征组合方法
用于说话人鉴别的特征组合方法1 简介说话人识别是一个确认陌生说话人的进程，在许多说话人是被中通过输入的声音与已知声音的比较，选择与输入声音最匹配的说话人。
识别这个过程可以被分成两部分：识别和特征参数提取。
特征参数作为识别模板。
通过这么多年的研究，线性预测编码（LPC）语音特征参数和频率倒谱系数（MFCC）作为主要的特征参数并取得了很好的成果。
1.3 特征维数限制在LPC参数事例中，特征维数不能得到很好的表现，实际上，伴随着特征维数的增长，识别速率提高。
但是当特征维数达到合适的位置，这个现象将不会出现并且这种预测将会变得更糟，因为说话人信号是特殊抽样速率，需要有特定的条件先才能表现出说话人信号的特征。
MFCC变化的特征参数与LPCC事例相同。
为了跟随特征参数的增多，识别速率识别率先提高后降低。
这是因为MFCC较低的特征参数中还含有不同噪声信息来源，以至于不能很好的区分说话人。
这个限制将会在第四部分提出来，如果识别模板数据有完全的说话人特征，但是输出数据包含噪声，这种现象也会被展现出来。
2 特征结合为了克服这种限制并取得较高的特征参数，这就需要更高的要求，虽然有很多方法可以获得更好的表现，比如二次提取LPCC参数和MFCC参数，提取需要新的设备和更高的识别模型。
怎么才能提高提取特征参数的效率？或许我们可以提取那些没有被限制的特征参数。
但是这种工作很困难而且看起来不容易实现。
另一种原因是我们对主要的特征参数（LPCC参数和MFCC参数）使用证明比较实用。
所以我们可以使用这种主要的特征参数。
特征参数结合是一种比较直接的办法可以打破问题的限制并能获得较好的特征参数。
2.1原理每个单独的说话人可以被认为用有他自己的特征空间。
特征参数从这些空间中提取出来。
在这样的识别模型中，拥有更准确的特征参数矢量，因为它是从更准确的空间中提取出来，将获得更好的识别而且没有问题。
然而，一个原理，所以的特征参数必须是有效的，必须遵守识别规则。
应用小波包变换提取说话人识别的特征参数
种 自然 的做 法 是 将 尺 度 子 空 间 ， 小 波 子 空 间 和
， 用
一
个 新 的 子 空 间 统 一 起 来 表 征 ． 令 ： 若
都会导致计算误差 的产生 ． 影响语音处理 的稳定性和准确性 。 小波理论是一种非平稳信号的分析方法 ． 采用多分辨分析
的思 想 。 均 匀 地 划 分 时频 空 间 ． 就 有 别 于传 统 语 音 处 理 中 非 这
ＤＢ Ｐ Ｃ， ａ ｅ ｎ ｗａ ｅ ｅ ａ ｋ ｔ ｔａ ｓｏ ． ｈ ｅ ｐ ｒ ｎ ｓ ｌ ｎ ｉａｅ ｔ ａ ｈ Ｗ Ｔ ｂ ｓ ｄ ｏ ｖ ｌ ｔ ｐ ｃ ｅ ｒ ｎ ｆ ｒ Ｔ ｅ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｕ ｔ ｉ ｄ ｃ ｔ ｈ ｔ ｔ ｅ ＤＢＷＰ ａ ａ ｔｒ ｉ ｕ ｐ ｒ ｒ ｍ ｉ ｅ ｓ ＴＣ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｏ ｔ ｅ ｆ ｍ ｏ
ｉ ｐ ａ ｅ ｃ ｇ ｉｉ ｎ ｎ Ｓ ｅ ｋ ｒ Ｒｅ ｏ ｎ ｔ ｏ
Ｌ ｕ Ｙａ ｉ Ｑｉ ｅ ｏ ｇ ｉ ｑｎ ｕ Ｘｕ ｈ ｎ
（ ｅ ａ ｍ ｎ ｏ ｏ ｕｅ ，ｕ ｙ ｎ ｏｍ ｌＵ ｉｅｓ ｙ Ｌ ｏ ａ ｇ Ｈｅ ａ ７ ０ ２ Ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｆＣ ｍｐ ｔｒＬ ｏ ａ ｇ Ｎ ｒ ａ ｎｖｒｉ ，ｕ ｙ ｎ ， ｎ ｎ ４ ２ ） ｔ ｔ １ （ｃ ｏｌｏ ｏ ｐ ｔ ｎｉｅｒ ｇ Ｘ ｄａ ｉｅｓｙ Ｘ ｎ ７ ０ ７ ） Ｓ ｈ ｏ ｆＣ ｍ ｕｅ Ｅ ｇ ｅｉ ， ｉｉｎ Ｕｎｖｒｉ ， ｉ １ ０ １ ｒ ｎ ｎ ｔ ａ
维普资讯
应 用小 波包 变换提取说话人识别 的特征参数
刘雅 琴 裘雷 红 （ 阳师范 学院计 算机科 学 系， 洛 河南洛 阳 ４ １２ ） ７０ ２
说话人识别中改进的MFCC参数提取方法
（０ ８ ０ ０ ） 贵州省 国际科技合作计划基 金资助项 目 ２ ０ ＲＲ ０ ３ 、 （ ２ ０ ］０ １９ ［０ ９ ７０ ２ ） ［０ ９ ７ ０ ０ ， ２０ ］ ０ １５ 资助 第一作者简介 ： 朝霞 （ ９４ 何 １８ 一）， ， 女 湖北 人 ， 硕士研 究生 ， 究方 研
向 ： 音 信 号 处理 。 语
（ ）语 音信 号经 过 预 加 重 、 窗 分 帧处 理 后 变 １ 加
为 短 时 信 号 ， Ｆ Ｔ将 这 些 时 域 信 号 转 化 为 频 域 用 Ｆ 信号。
４ １ ２６
科
学
技
术
与
工
程
１ 卷 １
（ ）求 出频谱 平方 ， ２ 即能 量谱 ， 并通过 Ｍｅ 频率 ｌ
滤波器 组得 到 Ｍｅ 频 谱 ， 通 过 对数 能 量 的处 理 得 ｌ 并 到对数 频谱 。
１ 标准 的 ＭＦ Ｃ参数提取方法 ， Ｃ
在 语音 识别 和说话 人 识别 中 ， Ｃ （ ｌ 标 ＭＦ Ｃ Ｍｅ 频 倒 谱 系数 ） 数是 将 人耳 的 听觉感 知 特 性 和语 音 的 参
２１ ０ １年 ３月 ２ ４日收到 国家科技计划基金资助项 目
图 １ 标 准 ＭＦ Ｃ参数提取流程图 Ｃ
说 话人 语 音 信 号 自身 的特 性— —语 音 信 号 中包 含
有 准周 期性 信号 和 类 噪 声信 号 。因而 ， 理 论 上 利 从
用 随机 共振 理论 ， 可 以 获得 说 话 人语 音 信 号 的 基 是
本特 征 。 ２ ２ 改进 的 ＭＦ Ｃ参 数提取 过 程 ． Ｃ
（ ）将 上述 对数频 谱经过 离散余 弦变 换 （ Ｃ ３ Ｄ Ｔ）
果做 出 了实验 比较 。
梅尔频率系数
梅尔频率系数前言梅尔频率系数（Mel Frequency Cepstral Coefficients，简称MFCC）是一种常用于语音和音频信号处理的特征提取方法。
它在语音识别、说话人识别、音乐分类等领域都有广泛应用。
本文将详细介绍梅尔频率系数的原理、计算方法以及其在音频信号处理中的应用。
一、梅尔频率1.1 频率与音高的关系音频信号是由一系列具有不同频率的周期性振动构成的。
人耳对不同频率的声音有不同的感知，因此我们可以通过频率来区分不同的音高。
然而，人耳对频率的感知并不是线性的，而是呈现出非线性的特性。
1.2 梅尔刻度为了更好地模拟人耳对频率的感知，梅尔刻度被提出。
梅尔刻度是一种非线性的频率刻度，它将频率转换为梅尔值。
梅尔刻度与频率之间的转换可以通过以下公式得到：m=2595⋅log10(1+f 700)其中，f表示频率，m表示对应的梅尔值。
梅尔刻度可以将较低频率的区域映射得更密集，从而更好地模拟人耳对低频声音的感知。
1.3 梅尔频率梅尔频率是指通过梅尔刻度转换后得到的频率值。
与线性频率相比，梅尔频率更符合人耳对声音的感知。
在音频信号处理中，我们常常使用梅尔频率作为特征来描述音频信号的内容。
二、倒谱法倒谱法是一种计算MFCC的常用方法。
它主要包括以下几个步骤： 1. 预加重：为了强调高频信号，我们可以对原始信号进行预加重处理，即对信号进行高通滤波。
2. 分帧：将信号分成若干个帧，通常每个帧的长度为20~40毫秒，并且相邻帧之间有重叠。
3. 加窗：对每个帧进行窗函数加窗，常见的窗函数有汉明窗、矩形窗等。
4. 傅里叶变换：对每个加窗后的帧进行傅里叶变换，得到频谱。
5. 梅尔滤波器组：设计一组梅尔滤波器，每个滤波器的中心频率对应一段梅尔频率。
通过将频谱与梅尔滤波器组进行卷积，得到梅尔频谱。
6. 对数运算：对梅尔频谱取对数，得到对数梅尔频谱。
7. 倒谱变换：对对数梅尔频谱进行离散余弦变换(DCT)，得到MFCC。
说话人识别中改进的MFCC参数提取方法
说话人识别中改进的MFCC参数提取方法何朝霞;潘平【摘要】在说话人识别技术中,特征参数的提取对语音训练和识别有着非常重要的作用.而Mel频标倒谱系数MFCC是一种常用的特征,它能对语音信号进行分析处理,去除对语音识别无关紧要的冗余信息,获得影响语音识别的重要信息.同时由于语音信号具有时变和混沌特性,以非线性随机共振理论和人类对听觉的理解为基础,提出了一种基于随机共振的MFCC特征参数提取方法.通过实验比较两种方法的结果,论证了改进方法的可行性以及优越性,为说话人识别技术中特征参数提取提供了一条新的研究方向.%Speech feature parameter extraction is an very important part of the speech recognition system, especially in speech training and recognition.Mel frequency cepstrum coefficient (MFCC) is a common feature, It can analysis and process speech signal, remove redundant information in speech recognition, and gain important information which influence speech recognition.Owing to time-varying and chaotic characteristic of voice signal, a improved MFCC feature extraction method based on nonlinear stochastic resonance theory is proposed.By comparison results of two methods, it is proved that the improved one is practicable and more superior which provides a new direction of speech feature parameter extraction in speech recognition.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(018)018【总页数】5页(P4215-4218,4227)【关键词】说话人识别;特征提取;MFCC参数;随机共振【作者】何朝霞;潘平【作者单位】贵州大学计算机科学与信息学院,贵阳550023;贵州大学计算机科学与信息学院,贵阳550023【正文语种】中文【中图分类】TN912.34语音特征提取是指从语音信号中获取一组能够描述语音信号特征参数的过程。
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［T］ 杨行峻，迟惠生%语音信号数字处理［&］%北京：电子工业出版社，!>>"% ［"］ 边肇祺，张学工%模式识别［&］%北京：清华大学出版社，!>>>% ［@］ V/E749J-+，V4-/V%V43<-::/S:K,79/6/79/7:-6/2H/0,9/7:,8,;2:,47<-,7NC2<--,275,S:<0/-6/2H/0549/J-［F］%
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基作金者万项简方目介：：数国汪据家自峥（然&(科E!学—基），金男资，硕助士项研目（究D!生&$；&!通)D讯，)联!)系$!人)(王#建）军副教授*
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复 旦 学 报（自然科学版）
第@@卷
本文在使用傅立叶分析和小波分析计算特征参数的基础上，利用 !"#$%&准则构造了一种新的混合特 征参数’这种新的参数在不增加系统计算量的同时，结合了傅立叶分析和小波分析各自的优点，具有更好 的表征说话人特征的能力’实验结果也给出了证明’
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语音库
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本文介绍了一种说话人识别中特征参数提取的一种新方法，它所得到的特征参数有效地结合了傅立 叶分析和小波分析各自的优点%和其他特征参数相比，具有更好的分类能力和稳定性，而且不增加训练和 识别过程的计算量，具有很好的实用性%
种音素，可以 结 合 两 种 方 法 各 自 的 优 势 来 取 得 更 好 的
效果%如果直接将它们进行叠加，特征的维数即增加了 一倍，这样就增加了训练和识别时的计算量，不利于系 统的实时运行，另外各维的区分度并不相同，有时反而
图! 中心频率的比较 "#$%! &’()*+#,’-’./0-1+*2.+0340-/5
第&期
汪 峥等：说话人识别中特征参数提取的一种新方法
文章编号：!"#$%$&!"（#!!’）!&%!&($%!"
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! 说话人识别中特征参数提取的一种新方法
汪 峥，连 翰，王建军
（复旦大学 电子工程系 智能与图像实验室，上海 #!!"))）
摘 要：提出了一种新的说话人识别中特征参数的提取方法*在分别使用傅立叶分析和小波分析得到两组特征 参数之后，进一步利用 +,-./0准则进行参数选取，构 造 了 一 种 新 的 混 合 特 征 参 数*在 不 增 加 训 练 和 识 别 时 计 算 量的同时，结合了傅立叶分析和小波分析两者的优点，具有更好的分类能力*实验结果显示，这种新的混合参数 有效地提高了说话人的识别率，能更好地表征说话人的特征*
从表!中可以看出，在语音库!和语音库#两种情况下，基于 ’,-./0比的混合参数都取得了最好的识 别率%它不仅在同期录音时能更好的区分各说话人，而且在说话人的状况随着时间发生变化时，依然能够 较好的表现各个说话人的特征%
表! 不同特征参数的识别正确率比较
123%! (45620,-4748,9/7:,8,;2:,4702:/489,88/0/7:8/2:<0/-
望最大化（I?）算法进行训练，计算简单，且分类效果优于其他分类器%实验中每个说话人由一个高斯混 合模型来表征，模型的阶数取为!>，并取对角化的协方差矩阵% *%* 实验结果
对同一期录音的干净语音进行说话人识别，现在可以达到非常高的识别率%而如果训练和识别的语 音不是同一期的话，由于说话人自身状况的改变，识别率会大为下降%为了更好的检验本文提出的混合特
参考文献：
［!］ C4D9EFG，1<8/H;,I%&/JKL;2J/99,-;0/:/D2M/J/:;4/88,;,/7:-840-6//;.0/;4N7,:,47［OP／QR］%.::6：!,///SK 6J40/%,///%40N／,/!"／@>$>／!B@B?／AAB@!B#>%698，#AAAKA@KA!／#AATKA#KA@%
上的小波包子树分解，得到各子带系数 ,-%.，/；#计算每帧语音信号的各小波包子带的能量；
万方数据
1.
!［,-%.，/ ］-
0. " /"( 1.
."(，-，…，+ ；
（4）
第=期
汪 峥等：说话人识别中特征参数提取的一种新方法
=FF
其中!为子带序号，"! 为第! 个子带中小波包分解系 数的个数；!将小波包各子带能量 #! 的对数进行离散 小波变换得到小波包系数 67&%
于小波包分析的语音特征’这里使用的听觉感知小波包［4］不同于一般的小波包分解，它为了利用人耳的
听觉感知特性，即 )%*频率和关键带，采用了固定分解树的方法，使它的子频带分布类似于 )%*域滤波器 组’小波包分解树和 )%*域滤波器组以及临界带的中心频率［@］之间的比较见图4’
小波包系数（AB+）的提取过程如下’!输入语音信号经过预加重后进行分帧；"对各帧信号进行如
两种参数在语音库=的训练集上的"#,80+比如图<所示，前面><维是 ?"&&，后面><维是 67&%选
取 "#,80+比最大的><维组成新的混合特征参数（"?&）%这样既没有增加系统的计算量，同时结合了两种
参数各自的优势，能更好的表征说话人的特征，具有很好的分类能力%
> 实验与结论
*%! 实验数据和系统平台 实验中采用的语音共有两组，分别称为语音库=和语
征参数表万征方说话数人据的能力，用语音库=和>分别进行了两种情况下的说话人识别实验%
#AA
复 旦 学 报（自然科学版）
第TT卷
使用语音库!时，对每个说话人用"个文件进行训练，使用剩下的!"个文件进行测试；使用语音库# 时，用$个月前的语音进行训练，使用$个月后的语音进行测试%为了便于比较，计算了相应情况下分别 使用 &’((和 )*(，以及文献［!］中感知频率离散小波系数（&’+)(）和文献［$］中小波包倒谱系数 （)*((）时系统的识别率!%实验结果如表!所示%
!"""1*’&.+--,3’&4564$+2*+,-..$&%，!>>"，#（!）：?#KB$%
$%%&’()*’+,+-)./0 1’2/34/)*56/’,7%/)8/6 93/,*’-’()*’+,
组的中心频率按 )%*频率均匀排列，每个滤波器三角形的两个底点是相邻滤波器的中心，相邻滤波器过
渡带的频率响应之和为(，图-为示意图’用三角形滤波器组在频域对能量谱进行带通滤波，滤波后得到
$ 个滤波器的输出，%（&），&3(，-，4，…，$ ’
图- )%*滤波器组 !"5’- )%*6"*7%&89/:#
( 特征参数的提取
!’! 基于傅立叶分析的特征参数 )%*频域倒谱系数（)!++）是使用傅立叶分析提取的语音特征参数，它利用如下两个听觉机理来分
析语音频谱’ !人的主观感知频域划分不是线性的，而是类似于指数的形式，它和实际频域之间有下面的公式：
!,%*"((-.*/（(#.!2021）；
（(）
式中 !,%*是以 )%*为单位的感知频域，!01是以 01为单位的实际频域’将语音信号的频谱变换到感知频
会影响整体的分类能力% 在模式识别中一个参数的可分离性可以用 "#,80+准则［9］来测定：
!"#,80+ $ "":0;1#1;80#0--，
（<）
其中!"#,80+称为 "#,80+比，某个参数对训练集样本的 "#,80+比越大，则这个参数的类别区分度越好%";#18#-
是这个参数对各个类的类内方差之和；":01;00-则是这个参数的类间方差和%
#将滤波器组的输出取对数，然后对它做离散余弦变换（;+<）得到 )!++，
［ ］ ! $!’’(
"
$
*/%（&）=>#
&"(
$（&)2*?）( $
( "(，-，…，+；
这里 )!++的系数个数( 通常取小于等于$ ’
（-）
!’" 基于小波包分析的特征参数
由于语音信号的非平稳性，可以用小波包分析代替语音信号处理中的傅立叶分析和滤波器组，导出基
关键词：信号处理；傅立叶分析；小波分析；+,-./0比；说话人识别
中图分类号：12(&#*)"
文献标识码：3
说话人识别是利用语音信号和预先提取的说话人特征来确定或鉴别说话人身份的技术*由于每个人 独特的声道特性和发音特点，使其讲话具有区别于他人的特征，这就是说话人识别的基本依据*