2009
年
第
2
期
青海师范大学学报(
自然科学版)
Journ
al
of
Qi
吨
hai
N
ormal
U
niversity(
N
atural
Science)
中心消波自相关法语音基音检测
孙燕
姜占才
2
(
1.
青
海民
族大学
计
算
机科
学与
技术系,
青
海西
宁
810007;
2
青
海师范
大学
物 理
系,
青
海西
宁
810008)
2009
No.2
摘
要.
采
用非线性
中
心消波
与
自相
关
/
AMDF
相结合的 算法
提取语
音基音
周期,有效去除
声
道共振峰的影响和噪
声
的
干
扰
,
实现
语音
的
基音
检测
;绘
制了
周
期轨迹平台图,使
周
期/频
率
读取更加
直
观
.
MATLAB
仿真实验结果
表
明
,
该方法有效、
准确地提取了
基音周
期,并且对噪
声
有 一
定的
鲁
棒性
.
关键词中心消波,自相
关
;平均幅度差
,基音
检测
中图分类号
:
TP391
文献标识码
:A
文章编号
1001-
7542(2009)02-
0032-
04
人在发浊
音
时,气流通过声门使声带
产
生张驰振荡的周期,叫基
音
周期,它是语
音
处理诸多研究领
域中最重要的、最基本的特征参数之
一
.在语
音
识别、说话人识别、语
音
分析与综合、语
音
编码
等
多个领
域有着广泛的应用.但由于基
音
周期估计具有复杂性(语
音
的时变性、不确定性及频率范围跨度大)和研
究方法的局限性(基于短时线性平稳研究方法的局限)
,所以基
音
检测
一
直是研究的热点和基本点[
1][
2]
目前研究的经典方法有:自相关函数法,平均
|幅
度
差
函数法
(AMDF)
,并行处理技术,简化的逆滤波
器法
(SIFT)
,倒谱法
(C EP)
,谱图法,小波变换法,及基本方法和其他方法的结合
[3]
[ 4]
[5] [6]
[7]
它们都有
各自的适用场合,同时也有其相应的不足.到目前为止,通用的好方法迄今尚无.本文考虑语
音
的发声模
型对基
音
检测的影响及基
音
信息的特点:发声模型是
二
元激励模型,且认为基
音
信息在语
音
波形的高幅
部分,而声道
i
皆振响应(共振峰的|幅度)和噪声的|幅度比较低,采用非线性中心消波与自相关函数
/A
临
DF
法相结合的方法,去除了共振峰和噪声的影响,准确有效的提取了基
音
周期.
1
经典方法介绍
介绍自相关函数法和平均幅度
差
函数法.
能
量
有限的语
音
信号
Xn(m)
的短时自相关函数
R
n(
k)
定义
R
耐
=EZFJmjzdm+kj(O<k<kj(lj
(
1)
式中的
K
是最大的延迟点数.白相关函数具有周期性,基
音
检测利用自相关函数依据是:浊
音
信号的自相关函数与原信号有相同的周期,而清
音
的白相关函数没有明显的周期性,可用浊
音
白相关函
数的第
一
个峰值来估计浊
音 的基 音
周期
/频
率.这种方法的优点是检测较准确,但因有乘法运算,计算量
较大.
语 音
信号的短时平均幅度
差
函数
Fn(
k)
(AM
DF)
定义为:
FFt(kj=iZ|
叫一们+
k) 1 , k= 1, 2, ...,
N
一
1
(2)
R=
主
Ix
(n
川
利用平均幅度
差
函数法基
音
检测的原理是:周期信号在相距为周期的整数倍样点上幅值相等,
差
值
为
零
(很小)
,我们认为语
音
信号是准周期信号.对语
音
的浊
音
段,在
k =
1, 2, 3, ...
...处将出现最小值(谷
点)
,谷点间的距离即为基
音
周期.利用平均幅度
差
函数进行基
音
检测的优点是只有加减法计算,计算量
收稿日期:
2009-
02-
30
作者简介;
孙
?
在
(
1973-
),女(汉
族
),副教授,硕士,研
究
万向;语
音信号
处理.