【正文】 趙曉群 教授 圖 頻譜幅度估計 計算清音幅度 計算濁音幅度 選擇清音 / 濁音譜幅度 mA, 1, 2, ,kV k K?1, 2, ,mM?0?mA圖 改進的 MBE 頻帶結(jié)構 子帶 1 子帶 2 子帶 K1 子帶 K 0 0 0 00 2 3 4 ? ? ? ?00( 1 ) MM? ? ??1 2 3 4 A A A A1 MMAA?( 36 , 3 2 3 )M k M k? ? ? ?幅 度◆ 濁音帶 時 ， 按下式 計算 ： 如果 數(shù) 碼率足夠高，也可以 直接傳送 Am(ω0)。 ◆ 清音帶 時 ， Am 按下式 計算 ： ◆ 對于 最高分頻帶 K， 其 頻帶范圍 是 a3k2≤ωbM， 包含 M3k+3 個 譜幅度 。 令 直流分量 A0=0。 第 11章 多帶激勵聲碼器 多帶激勵語音分析 同濟大學電子與信息工程學院 40 趙曉群 教授 00( ) , ( )m m mA A A???00 2016384( ) in t( 64 )2()16384in t( 64 )2( 3 2 , 3 1 , 3 。 1 , 2 , , 1 )mmmmbwRlambRlamX l W lAmWlm k k k k K?????????????????????????? ? ? ? ???1 / 2211011011()()( 3 2 , 3 1 , 3 。 1 , 2 , , 1 )mmbmw lammRnA X lbawnm k k k k K?????? ?????? ? ? ? ????改進 MBE 模型的全部參數(shù) 為： 基音周期 T0， 各帶的 V/U 判決 Vk, (k=1,2,…, K)， 各諧波處 的 最佳幅度 Am, (m=1,2,…, M) 。 ◆ 參數(shù) 傳送給解碼器前，需 量化 、 編碼 。 ◆ INMARSATM 語音編碼器的 比特率 為 kbit/s， 幀長 20 ms， 每幀 128 bit， 其中 45 bit 留給 信道編碼 用，余 83 bit 供量化 模型參數(shù) 用 。 ◆ 表 ： 比特分配 表 。 （ 參數(shù)量化的方法從略 ） 第 11章 多帶激勵聲碼器 多帶激勵語音分析 同濟大學電子與信息工程學院 41 趙曉群 教授 表 模型參數(shù)比特分配 參數(shù) 基音周期 V/U 判決 頻譜幅度 每幀比特數(shù) 8 K 75K 第 11章 多帶激勵聲碼器 多帶激勵語音合成 ?兩種 合成方法 ： 頻域合成法 、 時域合成法 。 ◆ 頻域合成法 ： 重建 語音譜 ， 求 Fourier 反變換 得 時域序列 。 相當于分析過程 的 逆過程 。 特點： 比較直接，但不能保證合成語音 基音周期 的 平滑變化 。 ◆ 時域合成法 ： 利用 插值 實現(xiàn) 幀間基音周期 的 平滑過渡 ， 可使 合成語音更自然。 因 此 ， 實際的 MBE 算法都采用這種方法。 ◆ 下面 介紹 時域合成法 。 ?圖 ： 改進 MBE 語音合成 框圖 。 ◆ 濁音成分 與 清音成分 分開合成， 再 相加形成 完整的 合成語音 。 第 11章 多帶激勵聲碼器 多帶激勵語音合成 同濟大學電子與信息工程學院 42 趙曉群 教授 圖 改進 MBE 語音合成方框圖 清音合成 ⊕ 濁音合成 ()rxn合成語音 ()Vxn()Uxn,1kV k K??,1mA m M??0? 清音成分的合成 ?清音成分 的合成用 白噪聲激勵 。 ◆ 初始值 為 u(105) = 3147。按下式產(chǎn)生一個 白噪聲序列 u(n)： ◆ 對相繼的 合成語音 幀， u(n) 移動 20 ms（ 160 樣點 ）， 對 u(n) 加窗， 合成窗 wx(n) 長 ： 209 樣點 。 因此，在相繼合成語音幀之間， 噪聲序列 重疊 49 樣點 。 對加窗后的 u(n) 進行 256 點的 DFT， 得 ： 第 11章 多帶激勵聲碼器 多帶激勵語音合成 同濟大學電子與信息工程學院 43 趙曉群 教授 1 7 1 ( ) 1 1 2 1 3( 1 ) 1 7 1 ( ) 1 1 2 1 3 5 3 1 2 5 in t5 3 1 2 5unu n u n ?? ? ? ?104 2 / 2 5 6104( ) ( ) ( ) 。 1 2 8 1 2 7je nlwxnU l u n w n l????? ? ? ??◆ 再 根據(jù) 諧波頻帶 m 是 濁音 區(qū) （ Vk=1）或 清音 區(qū) （ Vk=0）， 再對 Uw( l ) 進行 修正 得 Uwc( l ) ： 式中 ， am, bm —— 定義 見前面； Am(0) —— 當前幀 的 Am 值。 γm —— 伸縮系數(shù) ， 是 合成窗 wx(n) 與 基音精細估計窗 wR(n) 的函數(shù)， ◆ 修正效果相當于用一組 帶通濾波器濾 除濁音帶的信號。 第 11章 多帶激勵聲碼器 多帶激勵語音合成 同濟大學電子與信息工程學院 44 趙曉群 教授 ???????????????????????? ?mmmmbak wwmmmmwcblamabkUlUAblamlUmm， ， 02120頻帶為清音頻帶頻帶為濁音頻帶。)()(。)( /)(?? ? 1 / 21 0 4 1 1 0 1 1 0221 0 4 1 1 0 1 1 0( ) ( ) ( )w x R Rn n nw n w n w n? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?◆ Uwc( l ) 中很低及很高的頻率成分都置 0， 即 ： ◆ 對 得到 的 頻域各點 Uwc( l )， 依 下式 計算 其 IDFT： ◆ 為 平滑 合成語音， 需 與前一幀的 清音序列 作 疊接處理 。 設 本幀 和 前一幀的 清音序列 分別 用 表示， 則 當前合成語音的清音部分 xU(n) 由下式 計算 ： 式 中 ， N —— 幀長 ， N=160； 且 時 ， 。 第 11章 多帶激勵聲碼器 多帶激勵語音合成 同濟大學電子與信息工程學院 45 趙曉群 教授 127 2 / 2 5 61281( ) ( ) 。 1 2 8 1 2 7256je nlw c w clu n U l n???? ? ? ??( 1 ) ( 0 )22( ) ( ) ( ) ( )( ) 。 0( ) ( )x w c x w cUxxw n u n w n N u n Nx n n Nw n w n N? ? ? ?? ? ???1( ) 0 。 12 8wc MU l l a b l? ? ? ?或( 0 ) ( 1 )( ) , ( )w c w cu n u n1 0 5 ( ) 0xn w n?? 濁音成分的合成 ?方法： 先 計算 各 諧波分量 xV,m(n)，再 疊加 ， 得總的濁音，即 ： 式中 M(0), M(1) —— 當前幀 、 前一幀 所含諧波的個數(shù)， ◆ 第 m 次諧波的 譜幅度 Am 按以下規(guī)則 確定 ： 并且 式中 Am(0), Am(1) —— 當前幀 、 前一幀 第 m 次諧波的 譜幅度 。 下面算式中的參數(shù) x(0), x(1) 表示 當前幀 、 前一幀 的參數(shù) x。 第 11章 多帶激勵聲碼器 多帶激勵語音合成 同濟大學電子與信息工程學院 46 趙曉群 教授 ( 1 ) ( 0 )m a x { , },1( ) 2 ( ) 。 0MMV V mmx n x n n N??? ? ????????)(。)(。001kkmm VmVmAA次諧波為清音頻帶第次諧波為濁音頻帶第( 0 ) ( 1 ) ( 0 ) ( 0 )( 1 ) ( 1 ) ( 0 ) ( 1 )0。0。mmA M M m MA M M m M?? ? ?? ? ? ?? ? ? ??且且?分 5 種不同的前后幀組合情況 ， 進行合 成語音的 平滑過渡 ： ① 當前幀 /前一幀 的第 m 次諧波 皆 為 清音 ： ◆ 清音分量按上面 的 合成方法合成 ； 濁音分量 置 0。 ② 當前幀 第 m 次諧波為 清音 ， 前一幀 為 濁音 ： ◆ 濁 /清過渡， 該部分的 濁音分量 為： ③ 當前幀 第 m 次諧波為 濁音 ， 前一幀 為 清音 ： ◆ 清 /濁過渡， 該部分的 濁音分量 為： ④ 當前幀 /前一幀 的第 m 次諧波 皆 為濁音，且 ◆ 該部分的 濁音分量 為： 第 11章 多帶激勵聲碼器 多帶激勵語音合成 同濟大學電子與信息工程學院 47 趙曉群 教授 ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ),0( ) ( ) c os( ) 。 0V m x m mx n w n A nm n N??? ? ?? ? ? ?( 0 ) ( 0 ) ( 0 ),0( ) ( ) c os( ( ) ) 。 0V m x m mx n w n N A n N m n N??? ? ? ? ? ?( 1 ) ( 1 ) ( 1 ),0( 0 ) ( 0 ) ( 0 )0( ) ( ) c o s [ ]( ) c o s [ ( ) ] 。 0 V m x m mx m mx n w n A n mw n N A n N m n N????? ? ???? ? ? ? ? ?( 0 ) ( 1 ) ( 0 )0 0 00 . 1? ? ????