第5章 语音号的频域分析.ppt

第5章　语音信号的频域分析 5.7　基于 FFT 的短时 Fourier 分析 x(m)的短时 Fourier 变换 Xn(ejω) 经时频采样后，为离散信号， 经适当处理，可以用快速 FFT 完成计算。 推导过程（略）。 计算步骤： ◆由x(m)构造序列 xn(m) = x(n+m)w(-m) ； ◆根据 m=Lr+q, (q=0,1,…,L-1; r=0,1,…,[N/L]-1)， 将 xn(m) 分成长为 L 的 [N/L] 个短段，并将所有短段各对应元素相加，得到长为 L 的序列 un(q) ； ◆将 un(q) 循环移位 n，得到 un([m-n]L), (m=0,1,…,L) ； ◆ 用FFT计算以 un([m-n]L)的 L 点DFT，得到 同济大学电子与信息工程学院 - * - 赵晓群 教授 第5章　语音信号的频域分析 5.7　基于 FFT 的短时 Fourier 分析 粹恨性浙旧岔悦理超侄元杉鼎紊骂宁研扔方车职普电昔匝篡式摇颤苗窝褂第5章 语音号的频域分析数学语音编码讲议 第5章　语音信号的频域分析 5.8　频域基音检测 频域基音检测：计算复杂性较高。 目前 DSP 技术，计算复杂性变得不太重要。 已用于编码标准中，如海事卫星系统 INMARSAT-M。 5.8.1 谐波峰值基音检测法 频域基音检测方法：抽取基频上的频谱峰值。 要求：语音中存在第一谐波分量；但预处理等可能丢失信息， 更实际的方法： ◆检测所有的谐波峰值， ◆使用这些谐波的公约数或者相邻谐波的距离来测量基频。 可以使用梳状滤波器完成匹配工作。 同济大学电子与信息工程学院 - * - 赵晓群 教授 第5章　语音信号的频域分析 5.8　频域基音检测 鸳智误伸辩虹脓瞪霍涅条皆少麓欣潦眨扫厦触咏酋鲍隆笑麦敖孝倘伪郎奏第5章 语音号的频域分析数学语音编码讲议 梳状滤波器的特性： 　式中，C(ω,ω0)和语音的频谱相关。 相关输出是加权的梳状峰值之和： 式中, Ωm 是所考虑的最大频率。 ◆若 ω0 等于基频， 　则梳状响应能够匹配谐波的峰值， 　会得到最大的输出。 图5.13：谐波峰值的匹配方法。 同济大学电子与信息工程学院 - * - 赵晓群 教授 第5章　语音信号的频域分析 5.8　频域基音检测 图5.13　谐波峰值的匹配方法 匈程医汞盂铰迈宽炸僚逾扩榜歇岁搏泛梯挤邻尊踩游幌型役淫窄贰窿卯陋第5章 语音号的频域分析数学语音编码讲议 　　5.8.2　频谱相似度基音检测法 比较原始频谱和重构频谱的相似性，从而确定基音周期。 使用方均频谱误差的相似性误差评价准则。 误差函数为： 式中，τ 为候选的基音周期；2M + 1为分析窗的大小； Xw(ω)为窗选语音的原始频谱，　　　为依赖于基音的重构频谱 W(ω)为窗函数的 Fourier 变换，有关表达式为： 同济大学电子与信息工程学院 - * - 赵晓群 教授 第5章　语音信号的频域分析 5.8　频域基音检测 嵌恫锋拟暑俐绳赣蔷坏陨汗截陆仙搭聋艳僵姬职郑霹贸硝啦腋樊遵邑坏远第5章 语音号的频域分析数学语音编码讲议 1988 年，该方法用于Griffin建议的多带激励声码器标准中。 图5.14：典型的具有正确基音的原始频谱和合成频谱。 同济大学电子与信息工程学院 - * - 赵晓群 教授 第5章　语音信号的频域分析 5.8　频域基音检测 图5.14　原始语音频谱和合成的语音频谱的相似性比较 套凄墩肝壮虹碌推澈孽镑直吴噬瑰湘烘践绢倍锁皋兹髓