数字变声器设计方案..docxVIP

基于FFT算法的数字变声器201242216河北北方学院宣化教学部 河北宣化 075100【摘 要】 本数字变声器是实现男声变女声和女声变男声以及变成童声的系统。设计本数字变声器的目的是锻炼自己的学习实践能力。通过matlab编写程序修改语音参数来实现男声女声之间的变换。【关键词】 变音算法 数字滤波器 语音信号 数字滤波器 频谱分析 MATLAB1 引言 变声器在现实生活中应用广泛，变声器是通过改变输入音频的音色、音调，并将变声后的音频输出的工具。根据变声器材质不同，变声器分为变声器硬件和变声器软件。变声器硬件，即通过硬件实现变声的工具；变声器软件，即通过软件实现变声的工具，软件类变声器，运行平台皆为电脑系统。无论是硬件变声器，还是软件变声器，其原理都是，通过改变输入声音频率，进而改变声音的音色、音调，使输出声音在感官上与原声音不同。我们每个人的声音不同，源于我们的每个人的音色和音调不同，我们所说的男中音、男高音，就是音调的不同，而即便音调一致，我们依然能区分出两个不同人的声音，或不同乐器的声音，这就是音色的不同。变声器，正是借助对声音音色和音调的双重复合改变，实现输出声音的改变。我们这里的变声器就是matlab来实现变声。2 数字变声器的原理和算法发音方法，发音时，喉头、口腔、鼻腔节制气流的方式和状态，包括发音时构成阻碍和克服阻碍的方式，气流强弱的情况及声带是否振动等几个方面。人类语音可分为有380声语音和无声语音，前者是由声带振动激励的脉冲信号经声腔调制变成不同的音，它是人类语言中元音的基础，声带振动的频率称为基频。无声语音则是声带保持开启状态，禁止振动引发的。一般来说，由声门振动决定的基频跟说话人的性别特征有关，如下表，而无声语音则没有体现这个特征。说话人的个性化音色和语音的另外一个声学参数——共振峰频率的分布有关。儿童由于声道短，其共振峰频率高于成年人，成年女性的声道一般短于成年男性，所以女性的共振峰频率一般高于男性。本实验是基于男生录制的声音进行相关参数提取，修改接近于女声、童声、老人声，并实现了音调的高低与速度的快慢1.变声原理 　在进行性别变声时，主要考虑基音周期、基频和共振峰频率的变化。基音周期改变时，基频、共振峰同时变化，若伸展既有男变女、女变童，反之亦可。本实验是基于男生录制的声音进行相关参数提取，修改接近于女声，实现男声到女声的变换。 ● 音段特征：描述的是语音的音色特征。特征参数主要包括基音频率、共振峰位置、共振峰带宽、基音频率、能量等。 ● 超音段特征：描述的是语音的韵律特征。特征参数主要包括因素的时长、基音频率的变化（音调）、能量等 ● 语言特征：包括习惯用语、方言、口音等。基音是指发浊音时声带振动所引起的周期性， 而基音周期是指声带振动频率的倒数。基音周期是语音信号最重要的参数之一， 它描述了语音激励源的一个重要特征。不同的人以及同一个人在不同的年龄时期有不同的基音周期。人唱歌时，其基音频率范围大约是：童声高音频率范围为 260-880Hz ，低音频率范围为 196-700Hz ，女声高音频率范围为 220-1.1KHz, 低音频率范围为 200-700Hz ，男声高音频率范围为 160-523Hz 低音频率范围为 80-358Hz 。此外，基音的变化模式称为声调，它携带着非常重要的具有辨意作用的信息。先就如何实时地通过基音频率的变化来实现语声变声，进行讨论， Matlab实现算法。 男声 基频分布（hz）：50~180 共振峰频率分布：偏低人群 女声 基频分布（hz）：160~380 共振峰频率分布：中提取参数 　（1 ）语音时变傅里叶变换为：在低通滤波时，采用巴特沃斯/cpro/ui/uijs.php?rs=1u=http%3A%2F%2Fwww%2Exzbu%2Ecom%2F8%2Fview%2D4257538%2Ehtmp=baiduc=newsn=10t=tpclicked3_hcqcprk=%C2%CB%B2%A8%C6%F7k0=%C2%CB%B2%A8%C6%F7k1=%C2%DB%CE%C4k2=%C2%CB%B2%A8k3=%B5%CD%CD%A8k4=%C2%DB%CE%C4%CD%F8k5=%B5%CD%CD%A8%C2%CB%B2%A8%C6%F7sid=c0c90979dec9b2c4ch=0tu=u1847666jk=c10296f3566862f7cf=29fv=16stid=9urlid=0luki=2seller_id=1di=128 \t _blank滤波器。（2） 构建巴特沃斯低通滤波器 　根据人的说话特征设定相应指标参数，对本段语音设计算出巴特沃斯模拟滤波器的阶数