【正文】 ,n)。C:\Documents and Settings\Administrator\ 桌面\39。分幀模塊主要完成將取樣模塊中獲得的語音樣值點分為若干個語音幀 , 算法中分析幀長 30ms , 即每幀長為 240 個樣點。語音信號的第一共振峰通常在 300～1000Hz 范圍內(nèi) , 即基音的 2～ 8 次諧波成分比基波分量還要強(qiáng)?？驁D如圖 31所示。濁音信號具有準(zhǔn)周期性 ,它的自相關(guān)函數(shù) R ( k) 具有與 { x ( m) } 相同的周期。 6 自相關(guān)函數(shù)基音檢測的原理 對于離散的數(shù)字語音信號序列 x ( n) ,自相關(guān)函數(shù)定義如下： 式中 , k 為信號的延遲點數(shù)。 該算法中窗口選擇漢明窗 ,其定義為： 選擇漢明窗的理由是窗函數(shù)的選取原則為窗函數(shù)截取后的 x ( n) 盡量是中間大兩頭小的光滑函數(shù) ,沖激 響應(yīng)對應(yīng)的濾波器具有低通特性。因此 ,短時平均能量En 的計算給出了區(qū)分清音段與濁音段的依據(jù) ,即 En (濁 ) En (清 ) 。 3 ACF 算法原理 及實現(xiàn) 用短時平均能量進(jìn)行清 /濁音的判斷 語音信號 { x ( n) } 的某幀信號的短時平均能量 En 的定義為 : 5 式中 ,w ( n) 為窗函數(shù) 。 4 圖 21 AMDF波形圖 由 圖 21 AMDF波形圖 可知：平均幅度差函數(shù)在基音周期處表現(xiàn)為谷值，這些谷值之間的間隔的平均值就是所要求得的基音周期。延時 k39。) ylabel(39。%計算自相關(guān) end A(k)=sum。 N=320。 y=wavread(C:\Documents and Settings\Administrator\桌面 \yejianglong 39。由于計算函數(shù)只需要加、減和取絕對值運算， 運算量較之短時自相關(guān)函數(shù)大大下降。 2 AMDF 算法 原理 及實現(xiàn) 語音信號 {s(n))的短時平均幅度差函數(shù) (AMDF)定義為 ： 2 其中， w(m)是窗函數(shù)，尺是信號的平均值，因為語音信號的濁音段具有周期性，假設(shè)基音周期為 p，則在濁音段， 在 k=p， 2p， 3p?將出現(xiàn)谷點，谷點間的距離即為基音周期。 但在實現(xiàn)過程中 , 由于聲門激勵波形不是一個完全的周期脈沖串 , 而且聲道的影響很難去除、基音周期的定位困難、背景噪聲的強(qiáng)烈影響等一系列因素 , 基音檢測面臨著很大的困難。 關(guān)鍵字 ：清音、濁音、基音周期、基音檢測、自相關(guān)函數(shù) 目錄 1 概述 ......................................................................................... 1 2 AMDF 算法原理及實現(xiàn) ........................................................... 1 AMDF 算法源程序 .......................................................... 2 3 ACF 算法原理及實現(xiàn) .............................................................. 4 用短時平均能量進(jìn)行清 /濁音的判斷 ............................. 4 自相關(guān)函數(shù)基音檢測的原理 .......................................... 6 算法實現(xiàn)及相關(guān)程序 ..................................................... 6 帶通濾波 ................................................................ 7 取樣與分幀 ............................................................ 7 短時能量分析 ........................................................ 8 自相關(guān)函數(shù)分析 ...................................................11 4 總結(jié)與心得體會 .................................................................... 13 參考文獻(xiàn) ................................................................................... 13 1 1 概述 基音周期檢測也稱為基頻檢測 (Pitch Detection) ,它的目標(biāo)是找出和聲帶振動頻率完全一致的基音周期變化軌跡曲線 ,或者是盡量相吻合的軌跡曲線。由于信號與系統(tǒng)課程的許多內(nèi)容都是基于公式演算，而 MATLAB借助符號數(shù)學(xué)工具箱提供的符號運算功能，基本滿足設(shè)計需要。 基于 MATLAB 的語音信號的基音周期檢測 摘要： MATLAB 是一種科學(xué)計算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。例如：解微分方程、傅里葉正反變換、拉普拉斯正反變換和 Z 正反變換等?；糁芷跈z測在語音信號的各個處理領(lǐng)域中 ,如語音分析與合成、有調(diào)語音的辨意、低速率語音壓縮編碼、說話人識別等都是至關(guān)重要的 ,它的準(zhǔn)確性及實時性對系統(tǒng)起著非常關(guān)鍵的作用 ,影響著整個系統(tǒng)的性能。而自相關(guān)基因檢測算法是一種基于語音時域分析理論的較好的算法。 與短時自相關(guān)函數(shù)一樣，對周期性的濁音語音， 也呈現(xiàn)與 濁音語音周期相一致的周期特性，不過不同的是 在周期的各個 整 數(shù)倍點上具有谷值特性而不是峰值特性，因而通過 的計算同 樣可以確定基音周期。同時，函數(shù)在基音周期點的谷 值比自相關(guān)函數(shù)的峰值更加尖銳，因此錯判率相對較小，穩(wěn)健性更高。.wav39。%選擇的窗長，加 N=320的矩形窗 A=[]。 end s=y(3500:10000)。幅度 39。) ylabel(39。輸入語音幀的平均幅度差函數(shù)的最小值發(fā)生在第 l點，其值為 O，我們可以設(shè)置一定的門限，得到低于此門限的局部最低點 (不包含第 1點 )。 N 為窗長。根據(jù)En 由高到低的跳變可定出濁音變?yōu)榍逡粽Z音的時刻 , En 由低向高的跳變可定出清音變?yōu)闈嵋粽Z音的時刻 。從漢明窗的構(gòu)成及頻率響應(yīng)特性上看 , 漢明窗具有這種特性 , 而矩形窗及漢寧窗則稍遜之。對于隨機(jī)性信號序列或周期性信號序列 ,自相關(guān)函數(shù)定義為 : 自相關(guān)函數(shù)具 有以下的性質(zhì) :如果序列 x ( n) 具有周期 Np ,則其自相關(guān)函數(shù)也是同周期的周期函數(shù)。自相關(guān)法基音檢測正是利用 R ( k) 的這一性質(zhì)對語音信號進(jìn)行基音檢測的。 7 圖 31 基因檢測框圖 帶通濾波 該研究以采樣頻率為 8kHz、精度為 16 比特的 wav 文件作為聲源 , 以網(wǎng)絡(luò)錄音機(jī)錄制自己的一段語音。為了提高檢測的準(zhǔn)確度 , 算法中引入了一個 60～ 500Hz 帶通濾波模塊濾除語音幀的高次諧波分量。然后用短時平均能量判斷出濁音幀 , 再對濁音幀進(jìn)行自相關(guān)計算 , 最后進(jìn)行基音周期檢測。)。 %快速傅里葉變換 subplot(2,1,1)。)。title(39。 短時能量的函數(shù) 由以下程序?qū)崿F(xiàn) ,短時能量曲線如圖 33所示。 L=length(y)%30秒，每秒 8000個點，一共 240000個點 10 LL=length(y)/N %一共 1000幀 %短時能量 figure(1) F1 = enframe(y,200)。幀 39。)。 eng = sum(abs(F2))。)。title(39。 圖 34 短時平均幅度曲線 11 %分幀 函數(shù) function f=enframe(x,win,inc) nx=length(x(:))。 f=zeros(nf,len)。 f = f39。 %短時自相關(guān)函數(shù) [y,fs,N]=wavread (39。 f5 = F(:,5)。xlabel(39。濁音幀波形圖 39。xlabel(39。濁音幀短時自 ’）； 圖 35濁音段自相關(guān)函數(shù) 從圖 35可以看出 , 第一個峰值的位置約出現(xiàn)在 15 的滯后點上。由此估計出這段濁音的基音頻率是 1000/ ( 15) = 533Hz 或 (1/ 533) s = 。 在設(shè)計過程中，很多東西都看不懂，對原理也一塌糊涂。 設(shè)計中遇到的問題通過老師的講解以及與同學(xué)的交流也解決了一部分，總的來說在這次設(shè)計中我還是學(xué)到了一些知識。馬上就要畢業(yè)了， 在校學(xué)習(xí)的機(jī)會也不多了，我會在余下的時間里努力學(xué)習(xí)，改正自己的缺點，彌補(bǔ)自己的不足。 第三條 使學(xué)生能綜合運用所學(xué)的知識技能，提高思考問題、分析問題和解決實際問題的能力。 第三章 組織管理 第七條 全院的畢業(yè)論文（設(shè)計）工作按照分級 分工 的原則， 負(fù)責(zé)畢 15 業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 工作的管理、指導(dǎo)、檢查、考核和總結(jié)。 ，檢查畢業(yè)答辯的過程。 、審查、批準(zhǔn)指導(dǎo)教師，組織指導(dǎo)教師培訓(xùn)。 （設(shè)計）工作總結(jié)與歸檔。 （設(shè)計）任務(wù)書的填寫情況。 工作總結(jié)，匯總畢業(yè)論文（設(shè)計）資料送系歸檔。 。 （設(shè)計）材料的整理歸檔工作。 (四 )選題應(yīng)力求有益于學(xué)生綜合運用多學(xué)科的理論知識與技能。 教研室根據(jù)學(xué)生意向、學(xué)生本人的實際能力以及課題的類型、分量、難易程度，結(jié)合指導(dǎo)教師的意見進(jìn) 行綜合平衡，最后確定課題分配，并以書面形式將課題任務(wù)書下達(dá)給學(xué)生，最終以系為單位將選題情況匯總報教務(wù)處。 (四 )鼓勵不同學(xué)科（專業(yè)）相互交叉、相互滲透，擴(kuò)大學(xué)生知識面，開拓眼界，提高質(zhì)量。調(diào)研對象要有分析價值，包括理論價值和應(yīng)用價值。每個指導(dǎo)教師應(yīng)對學(xué)生整個畢業(yè)論文（設(shè)計）階段的教學(xué)活動全面負(fù)責(zé)。應(yīng)始終堅持把學(xué)生的培養(yǎng)放在第一位，避免出現(xiàn)重使用、輕培養(yǎng)的現(xiàn)象。確因工作需要出差時，必須經(jīng)系主任批準(zhǔn)，并委派相當(dāng)水平的教師代理指導(dǎo)。 (二 )學(xué)生在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，編寫畢業(yè)論文（設(shè)計）工作計劃，列出完成畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)所采取的方案與步驟。 (五 )學(xué)生必須獨立完成畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)，嚴(yán)禁抄襲他人的論文（設(shè)計）成果，或請人代替完成畢業(yè)論文（設(shè)計）。對論文（設(shè)計）內(nèi)容中涉及的有關(guān)技術(shù)資料，學(xué)生負(fù)有 保密責(zé)任，未經(jīng)許可不能擅自對外交流或轉(zhuǎn)讓，并協(xié)助做好資料歸檔工作。 第十五條 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )文本一般由題目、目錄、中英文摘要、關(guān)鍵詞、正文、參考文獻(xiàn)、注釋幾部分構(gòu)成，各部分具體要求見《大學(xué)本科生畢業(yè)論文 (設(shè)計 )撰寫規(guī)范》 (見附件 1)，其中注釋、附錄視具體情況安排。評語的書寫要客觀、公正，體現(xiàn)論文的真實水平。只有兩位評閱專家都同意答辯才可獲得答辯資格。 專業(yè)答辯委員會的主要職能： 1. 聘請畢業(yè)論文（設(shè)計）的評閱專家審定學(xué)生答辯的資格； ，填寫《大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯記錄》 (附件 7)； 3. 討論并確定學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計）的答辯成績，并填寫《大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯小組評分表》 (附件 8)。 （設(shè)計）的，可由接收單位的技術(shù)人員和我院教師共同組成答辯小組（我院教師任答辯組長）進(jìn)