基于自相关和倒谱法的基音检测改进算法-计算机应用与软件.PDF

第３２卷第１期　　　 计算机应用与软件 Ｖｏｌ３２Ｎｏ．１ ２０１５年１月　　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ Ｊａｎ．２０１５ 基于自相关和倒谱法的基音检测改进算法 陈盼弟　黄　华　何　凌 （四川大学电气信息学院　四川成都６１００００） 摘　要　　语音信号基音周期检测一直以来都是语音信号处理的关键技术和热点领域。对传统的基音检测方法进行研究分析，提 出基于自相关和倒谱法的基音检测改进算法。先将语音信号进行最小均方误差（ＬＭＳ）自适应滤波和非线性处理进行语音增强，后 进行自相关法和倒谱法加权平方运算来检测基音周期。经Ｍａｔｌａｂ实验仿真，该算法在低信噪比环境中能精确检测基音周期，较传 统基音检测方法鲁棒性更好、更精确。 关键词　　基音　自相关　倒谱　非线性处理最小均方误差　语音增强 中图分类号　ＴＮ９１２．３　ＴＰ３９１　　　　文献标识码　Ａ　　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１５．０１．０４２ ＩＭＰＲＯＶＥＤＡＬＧＯＲＩＴＨＭＦＯＲＰＩＴＣＨＤＥＴＥＣＴＩＯＮＢＡＳＥＤＯＮＡＣＦＡＮＤＣＥＰ  ＣｈｅｎＰａｎｄｉ　ＨｕａｎｇＨｕａ　ＨｅＬｉｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００００，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ　　Ｐｉｔｃｈｐｅｒｉｏｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｓｐｅｅｃｈｓｉｇｎａｌｓｈａｓａｌｗａｙｓｂｅｅｎａｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｆｏｃｕｓｉｎｓｐｅｅｃｈｓｉｇｎａｌｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏ ｔｈｅｓｔｕｄｙａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｉｔｃｈｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｎＡＣＦａｎｄＣＥＰｂａｓｅｄｉｍｐｒｏｖｅｄｐｉｔｃｈｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｆｉｒｓｔ， ｗｅｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｓｐｅｅｃｈｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅｌｅａｓｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅ（ＬＭＳ）ａｄａｐｔｉｖｅｆｉｌｔｅｒａｎｄｎｏｎｌｉｎｅａｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｏｓｐｅｅｃｈｓｉｇｎａｌ，ａｎｄ ｔｈｅｎｒｕｎｗｅｉｇｈｔｅｄｓｑｕａｒｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆＡＣＦａｎｄＣＥＰｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｐｉｔｃｈｐｅｒｉｏｄ．ＤｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｉｔｈＭａｔｌａｂ，ｔｈｉｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｅｔｅｃｔｔｈｅｐｉｔｃｈｐｅｒｉｏｄｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｌｏｗｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ（ＳＮＲ），ａｎｄｉｓｍｏｒｅｒｏｂｕｓｔａｎｄｐｒｅｃｉｓｅｔｈａｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｉｔｃｈｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　Ｐｉｔｃｈ　Ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＡＣＦ）　Ｃｅｐｓｔｒｕｍ（ＣＥＰ）　ＮｏｎｌｉｎｅａｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇＬＭＳ　Ｓｐｅｅｃｈｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ 棒性。 ０　引　言 １　传统自相关、倒谱法 目前，语音信号处理作为一项热门技术，在语音识别、增强、 合成等方面有着广泛的应用。而作为语音处理中的关键技术和 作为一种传统的时域分析方法，ＡＣＦ用来检测信号时域相 研究难点的基音周期检测是人们一直以来研究的重点，基音周 似性，通过检测自相关函数的峰值，来确定语音信号的周期。对 期检测的目的是找出和声带振动频率一致或者尽量吻合的基音 于周期性信号序列，自相关函数［２］定义为：