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面向智能机器人的Teager语音情感交互系统设计与实现

学兔兔 第34卷 第8期 仪 器 仪 表 学 报 Vo1.34 No.8 2013年8月 Chinese Journal of Scientific Instrument Aug.2013 面向智能机器人的Teager语音情感 交互系统设计与实现木 李 翔 ,李 昕 ,胡 晨 ,卢夏衍 (1.上海大学机电l丁程与自动化学院 上海 200072;2.哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室 哈尔滨 150001) 摘 要:自从Maragos首先提出了Teager能量算子(TEO)后,该算子得到了一系列应用。Teager能量算子的非线性特性,使之 能在抑制背景噪声的同时进行信号特征的有效提取。它还保留了倒谱分析方法中的准稳态假设,因而更能有效地表征语音信 号的复杂性。探索了基于Teager能量算子的非线性特征对于区分情感语音的有效性,并且进一步将其和普通的声学参数和音 质参数相结合,以应用于语音情感的识别中。以HMM和GMM为分类器,选取7种情感设计了4组对比实验,达到最高85%的 识别正确率。实验结果表明,将传统的语音情感特征和Teager能量算子的非线性特征相结合,能显著地提高语音情感识别系统 的性能。在此基础上,提出了智能情感机器人进行情感交互的框架,设计实现了智能服务机器人的情感交互系统,经过实时情 感交互实验验证,该智能服务机器人可以很好地与交互对象进行简单的情感交流。 关键词:Teager能量算子;非线性特征;智能机器人;语音情感交互系统 中图分类号:TP391.42 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:520.20 Design and implementation of speech emotion interaction system based on Teager for intelligent robot Li Xiang’ Li Xin ,Hu Chen ,Lu Xiayan , (J.School of Mechatronic EngineeringAutomation,Shanghai University,Shanghai 200072,China; 2.State Key Laboratory ofRobotics and System,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China) Abstract:Since Maragos firstly put forward the Teager energy operator(TEO),the operator has got a series of appli— cations.The nonlinear characteristics of the Teager energy operator can effectively extract signal feature while inhibi— ting background noise at the same time.It also retains the quasi steady state assumption in cepstrum analysis method, and can more

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