基于振幅調(diào)制的語(yǔ)音信號(hào)合成_課程設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-08-07 14:40本頁(yè)面
【正文】 制 得到合成聲音 時(shí) 頻域分析處理 下面具體介紹振幅調(diào)制法的具體過程以及 如何 用 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ，同時(shí)將設(shè)計(jì)過程 及其 中遇到的問題 和 解決辦法 列寫 出來。 語(yǔ)音包絡(luò)攜帶了語(yǔ)音信號(hào)的語(yǔ)義和個(gè)性化信息，準(zhǔn)確提取頻譜包絡(luò)是語(yǔ)音分析的一項(xiàng)重要任務(wù)。目前最常用的方法就是希爾伯特變換。 利用小波變換 （ 采用己調(diào)高斯小波 ） 提取信號(hào)包絡(luò)的效果比希爾伯特變換更好。 同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中由于對(duì)包絡(luò)的概念理解不清，也走了不少?gòu)澛罚贿^也取得了一些意外的效果。(t)。(t)可以被解讀為輸入是 s（ t）的線性時(shí)不變系統(tǒng)的輸出，而此系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)為 1/(π t)。 希爾伯特變換的數(shù)學(xué)表達(dá)式： s39。 性質(zhì) 2 序列 x(n 與其 Hilbert 變換是正交的。但需注意的是，該函數(shù)計(jì)算出的結(jié)果是序 列的解析信號(hào)，其虛部才是序列的 Hilbert 變換。對(duì)采集語(yǔ)音信號(hào)分析其頻譜后，發(fā)現(xiàn)其含有一定的高頻噪聲，因此決定設(shè)計(jì)一個(gè)低山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 12 通濾波器對(duì)其進(jìn)行濾波。阻帶頻率： 420Hz。 處理過程及結(jié)果如下： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9x 1 04101原始信號(hào)0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000500原始信號(hào)的頻譜0 1 2 3 4 5 6 7 8 9x 1 04 0 . 200 . 2低通濾除噪聲后的信號(hào)0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000500低通濾除噪聲后的頻譜 其次 我們對(duì)信號(hào)進(jìn)行分幀處理 。這樣，對(duì)一幀語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理就相當(dāng)于對(duì)特征固定的持續(xù)信號(hào)進(jìn)行處理。前一幀和后一幀的交疊部分稱為幀移。 設(shè)計(jì)的 分幀算法如下，考慮到調(diào)試方便特設(shè)計(jì)為子函數(shù)的形式，方便調(diào)用調(diào)試： 然后我們就可以按幀對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，通過不斷的嘗試調(diào)試，最終發(fā)現(xiàn) 最優(yōu)的 處理方法 為： 每 一幀進(jìn)行加窗處理（ Hanning 窗 ） ； 對(duì)每一幀 進(jìn)行希爾伯特變換 ； 幀合并 ； 從中抽取出處理后的語(yǔ)音信號(hào)。 波形圖如下： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9x 1 04 0 . 2 0 . 100 . 10 . 2純語(yǔ)音波形0 200 400 600 800 1000 1200 0 . 2 0 . 100 . 10 . 2對(duì)純語(yǔ)音分幀看結(jié)果 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 14 0 50 100 150 200 250 30000 . 51窗函數(shù)0 50 100 150 200 250 30000 . 51對(duì)每幀加窗看結(jié)果0 50 100 150 200 250 30002040窗的幅度0 50 100 150 200 250 300505窗的相位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9x 1 04 0 . 2 0 . 100 . 10 . 2純語(yǔ)音波形0 1 2 3 4 5 6 7 8 9x 1 0410123分幀處理后的包絡(luò) 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 15 女聲處理 對(duì)于女聲，我們主要想提取其音色 及頻率 ， 然后 用其與男聲的包絡(luò)進(jìn)行幅度調(diào)制。因此最終 決定直接用女聲信號(hào)來調(diào)制男聲信號(hào)， 發(fā)現(xiàn) 總體能取得較能接受的效果 。 下面將所進(jìn)行的嘗試過程列寫下來，總結(jié)原因，希望以后有機(jī)會(huì)還能再進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化處理 。眾所周知，一切物體發(fā)聲的原理都是振動(dòng)出聲 ， 由空氣傳出，那在物體振動(dòng)的時(shí)候出來的頻率都是一個(gè)波形，這個(gè)波總可以分解為一系列不同頻率正弦波的疊加，含一個(gè)基波和許多諧波，即內(nèi)含各種頻率成分，音色的不同，就是這些諧波的含量都不相同 。 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20xx 0 . 500 . 51一幀的圖像0 50 100 150 200 250 300 350 400020406080100分幀后一幀的頻譜 通過上面這兩張圖片可以看出短時(shí)內(nèi)的基波諧波分布，并呈現(xiàn)出周期特性。 方法如下： 設(shè)計(jì)的帶阻濾波器子函數(shù)： 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 16 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 3 0 0 2 5 0 2 0 0 1 5 0 1 0 0 5 00所設(shè)計(jì)濾波器的通帶曲線 處理前聲音特效： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9x 1 04 0 . 4 0 . 200 . 20 . 4女聲片段0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20xx0200400600女聲片段頻率特性 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 17 處理后聲音特效： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9x 1 04 0 . 2 0 . 100 . 10 . 2處理后女聲片段0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20xx0200400600處理后女聲片段頻率特性 對(duì)比發(fā)現(xiàn)差別不是很明顯，并未達(dá)到預(yù)期的效果。原因可能是濾波器的選取不合適。帶阻濾波器的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇都是一個(gè)不好把握的問題。 因此最終沒有達(dá)到較好的效 果 。 最后決定對(duì)女聲信號(hào)不進(jìn)行音色提取處理，直接加載到包絡(luò)上，最終得到的結(jié)果可以接受。 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 18 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4x 1 05101青藏高原片段提取0 1 2 3 4 5 6 7 8x 1 04101青藏高原片段提取0 500 1000 1500 20xx 2500 3000 3500 40000100020xx片段頻率特性 可見聲音頻率集中在 1500Hz 以上，不愧為“華語(yǔ)第一女高音”， 李娜的聲音已經(jīng)可以在三個(gè)八度的音域內(nèi)自由馳騁，她的歌唱技藝已達(dá)到了一種自由王國(guó)的境界。山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 19 聲音調(diào)幅載波 信號(hào) 調(diào)制： 信號(hào) 調(diào)制 主要有三種基本調(diào) 制方法，分別為 幅度調(diào)制 （ AM）， 頻率調(diào)制 （ FM）和 相位調(diào)制 （ PM） 。所謂“加載”，其
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