語(yǔ)音信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)三

1、程名稱： 語(yǔ)音信號(hào)處理 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：用修正的短時(shí)自相關(guān)檢測(cè)語(yǔ)音的 基音周期 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 起點(diǎn)機(jī)房 專業(yè)班級(jí)：/班 學(xué)號(hào)：2009/學(xué)生姓名： / 指導(dǎo)教師： / 2012年 10月 23日一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉前一個(gè)實(shí)驗(yàn)程序以及中心削波的意義。.2用Matlab實(shí)現(xiàn)用修正的短時(shí)自相關(guān)檢測(cè)語(yǔ)音的基音周期。3分析修正的短時(shí)自相關(guān)在基音周期檢測(cè)中的應(yīng)用。4能夠?qū)Τ绦蜻M(jìn)行重新編制。二實(shí)驗(yàn)原理 如果x(n) 是一個(gè)周期為P 的信號(hào)，則其自相關(guān)函數(shù)也是周期為P的信號(hào)，且在信號(hào)周期的整數(shù)倍處，自相關(guān)函數(shù)取最大值。語(yǔ)音的濁音信號(hào)具有準(zhǔn)周期性，其自相關(guān)函數(shù)在基音周期的整數(shù)倍處取最大值。計(jì)算兩相鄰最大峰值間的距離，就可以

2、估計(jì)出基音周期。觀察濁音信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)圖，其中真正反映基音周期的只有少數(shù)幾個(gè)峰，而其余大多數(shù)峰都是由于聲道的共振特性引起的。因此為了突出反映基音周期的信息，同時(shí)壓縮其他無關(guān)信息，減小運(yùn)算量，有必要對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理后再進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算以獲得基音周期。 第一種方法是先對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行低通濾波，再進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，因?yàn)檎Z(yǔ)音信號(hào)包括十分豐富的諧波分量，基音頻率的范圍分布宰0500Hz左右，即使女高音升c調(diào)最高也不會(huì)超過1Kz，所以采用1Kz的低通濾波器先對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，保留基音頻率，再用2Kz采樣頻率進(jìn)行采樣；最后用220ms的滯后時(shí)間計(jì)算短時(shí)自相關(guān)，幀長(zhǎng)取1020ms，即可估計(jì)出基音周期。且

3、中心削波函數(shù)如式（3-1）一般削波電平 X取本幀語(yǔ)音幅度的60%70%。將削波后的序列 f(x) 用短時(shí)自相關(guān)函數(shù)估計(jì)基音周期，在基音周期位置的峰值更加尖銳，可以有效減少倍頻或半頻錯(cuò)誤。三實(shí)驗(yàn)要求1實(shí)驗(yàn)前自己用Cool Edit 音頻編輯軟件錄制濁音部分，并把它保存為.txt文件。2分別取長(zhǎng)度N=160和N=N+K的矩形窗函數(shù)作用于語(yǔ)音信號(hào)上，首先對(duì)其進(jìn)行中心削波，比較削波前和削波后語(yǔ)音信號(hào)波形，并使得削波后的信號(hào)進(jìn)行乘積并求和，計(jì)算延遲為0<K<160時(shí)的相關(guān)值，并且用得到的相關(guān)值來檢測(cè)語(yǔ)音信號(hào)的基音周期，用MATLAB畫出圖形。3寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。四實(shí)驗(yàn)條件計(jì)算機(jī) M

4、atlab軟件五實(shí)驗(yàn)程序及數(shù)據(jù)fid=fopen('zhuoyin.txt','rt');a,count=fscanf(fid,'%f',1,inf);L=length(a);m=max(a);for i=1:La(i)=a(i)/m;endm=max(a);n=min(a);ht=(m+n)/2;for i=1:L;a(i)=a(i)-ht;endfigure(1);subplot(2,1,1);plot(a,'k');axis(0,450,-1,1);title('中心削波前語(yǔ)音');xlabel('樣

5、點(diǎn)數(shù)');ylabel('幅度值');coeff=0.7;th0=max(a)*coeff;for k=1:L;if a(k)>=th0a(k)=a(k)-th0;elseif a(k)<=(-th0);a(k)=a(k)+th0elsea(k)=0;endendm=max(a);for i=1:L;a(i)=a(i)/m;endsubplot(2,1,2);plot(a,'k');axis(0,450,-1,1);title('中心削波后語(yǔ)音波形');xlabel('樣點(diǎn)數(shù)');ylabel('幅度值

6、');fclose(fid);fid=fopen('zhuoyin.txt','rt');b,count=fscanf(fid,'%f',1,inf);fclose(fid);N=160;A=;for k=1:160;sum=0;for m=1:N;sum=sum+b(m)*b(m+k-1);endA(k)=sum;endfor k=1:160B(k)=A(k)/A(1);endfigure(2);subplot(2,1,1);plot(B,'k');title('中心削波前修正自相關(guān)');xlabel(&

7、#39;延遲k');ylabel('幅度值');axis(0,320,-1,1);N=160;A=;for k=1:160;sum=0;for m=1:N;sum=sum+a(m)*a(m+k-1);endA(k)=sum;endfor k=1:160;C(k)=A(k)/A(1);endsubplot(2,1,2);plot(C,'k');title('中心削波后修正自相關(guān)');xlabel('延遲k');ylabel('幅度值');axis(0,320,-1,1);六思考題1在相同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，用Mat

8、lab程序?qū)崿F(xiàn)短時(shí)自相關(guān)檢測(cè)語(yǔ)音的基音周期的圖形，并與修正的短時(shí)自相關(guān)進(jìn)行比較。fid=fopen('zhuoyin.txt','rt');a,count=fscanf(fid,'%f',1,inf);L=length(a);m=max(a);for i=1:La(i)=a(i)/m;endm=max(a);n=min(a);ht=(m+n)/2;for i=1:L;a(i)=a(i)-ht;endfigure(1);subplot(2,1,1);plot(a,'k');axis(0,450,-1,1);title('中心

9、削波前語(yǔ)音');xlabel('樣點(diǎn)數(shù)');ylabel('幅度值');coeff=0.7;th0=max(a)*coeff;for k=1:L;if a(k)>=th0a(k)=a(k)-th0;elseif a(k)<=(-th0);a(k)=a(k)+th0elsea(k)=0;endendm=max(a);for i=1:L;a(i)=a(i)/m;endsubplot(2,1,2);plot(a,'k');axis(0,450,-1,1);title('中心削波后語(yǔ)音波形');xlabel('

10、樣點(diǎn)數(shù)');ylabel('幅度值');fclose(fid);fid=fopen('zhuoyin.txt','rt');b,count=fscanf(fid,'%f',1,inf);fclose(fid);N=160;A=;for k=1:160;sum=0;for m=1:N-(k-1);sum=sum+b(m)*b(m+k-1);endA(k)=sum;endfor k=1:160B(k)=A(k)/A(1);endfigure(2);subplot(2,1,1);plot(B,'k');title

11、('中心削波前自相關(guān)');xlabel('延遲k');ylabel('幅度值');axis(0,320,-1,1);N=160;A=;for k=1:160;sum=0;for m=1:N-(k-1);sum=sum+a(m)*a(m+k-1);endA(k)=sum;endfor k=1:160;C(k)=A(k)/A(1);endsubplot(2,1,2);plot(C,'k');title('中心削波后自相關(guān)');xlabel('延遲k');ylabel('幅度值');axi

12、s(0,320,-1,1);2分析清音的修正的短時(shí)自相關(guān)圖形。fid=fopen('qingyin.txt','rt');a,count=fscanf(fid,'%f',1,inf);L=length(a);m=max(a);for i=1:La(i)=a(i)/m;endm=max(a);n=min(a);ht=(m+n)/2;for i=1:L;a(i)=a(i)-ht;endfigure(1);subplot(2,1,1);plot(a,'k');axis(0,450,-1,1);title('中心削波前語(yǔ)音'

13、;);xlabel('樣點(diǎn)數(shù)');ylabel('幅度值');coeff=0.7;th0=max(a)*coeff;for k=1:L;if a(k)>=th0a(k)=a(k)-th0;elseif a(k)<=(-th0);a(k)=a(k)+th0elsea(k)=0;endendm=max(a);for i=1:L;a(i)=a(i)/m;endsubplot(2,1,2);plot(a,'k');axis(0,450,-1,1);title('中心削波后語(yǔ)音波形');xlabel('樣點(diǎn)數(shù)')

14、;ylabel('幅度值');fclose(fid);fid=fopen('qingyin.txt','rt');b,count=fscanf(fid,'%f',1,inf);fclose(fid);N=160;A=;for k=1:160;sum=0;for m=1:N;sum=sum+b(m)*b(m+k-1);endA(k)=sum;endfor k=1:160B(k)=A(k)/A(1);endfigure(2);subplot(2,1,1);plot(B,'k');title('中心削波前修正自相

15、關(guān)');xlabel('延遲k');ylabel('幅度值');axis(0,320,-1,1);N=160;A=;for k=1:160;sum=0;for m=1:N;sum=sum+a(m)*a(m+k-1);endA(k)=sum;endfor k=1:160;C(k)=A(k)/A(1);endsubplot(2,1,2);plot(C,'k');title('中心削波后修正自相關(guān)');xlabel('延遲k');ylabel('幅度值');axis(0,320,-1,1);3用M

16、atlab程序?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的三電平削波，再對(duì)它進(jìn)行修正的短時(shí)自相關(guān)。并與中心削波進(jìn)行對(duì)比。分析它們?cè)谡Z(yǔ)音信號(hào)處理中的應(yīng)用。fid=fopen('zhuoyin.txt','rt');a,count=fscanf(fid,'%f',1,inf);L=length(a);m=max(a);for i=1:La(i)=a(i)/m;endm=max(a);n=min(a);ht=(m+n)/2;for i=1:L;a(i)=a(i)-ht;endfigure(1);subplot(2,1,1);plot(a,'k');axis(0,45

17、0,-1,1);title('三電平削波前語(yǔ)音');xlabel('樣點(diǎn)數(shù)');ylabel('幅度值');coeff=0.7;th0=max(a)*coeff;for k=1:L;if a(k)>=th0a(k)=1;elseif a(k)<=(-th0);a(k)=-1;elsea(k)=0;endendm=max(a);for i=1:L;a(i)=a(i)/m;endsubplot(2,1,2);plot(a,'k');axis(0,450,-1,1);title('三電平削波后語(yǔ)音波形');x

18、label('樣點(diǎn)數(shù)');ylabel('幅度值');fclose(fid);fid=fopen('zhuoyin.txt','rt');b,count=fscanf(fid,'%f',1,inf);fclose(fid);N=160;A=;for k=1:160;sum=0;for m=1:N;sum=sum+b(m)*b(m+k-1);endA(k)=sum;endfor k=1:160B(k)=A(k)/A(1);endfigure(2);subplot(2,1,1);plot(B,'k');title('三電平削波前修正自相關(guān)');xlabe