[发明专利]简易语音性别检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种简易语音性别检测装置及方法。

背景技术

语音信号是人们日常生活中最为普通和常用的通讯方式，现代信号处理技术的发展使得语音智能识别技术越发成熟。自从IBM公司推出商业语音识别软件Via Voice后，语音的计算机识别逐步进入人们的日常生活，车站的语音购票，手机的自动语音拨号等应用已被大家所熟悉。同时利用语音进行身份验证的技术也逐步受到关注，但是正确率不高，在一些重要场合的应用仍有很多限制。识别说话人的性别是身份验证中较为基本的一项任务，传统方法需要采集大量的男女声数据作为样本库，并建立复杂的HMM识别模型，用样本库进行训练，从而建立起男女声的识别模板。这样做使得数据量较大，而且也不一定能满足语音的普遍性，识别性能与样本库相关度较大；识别的正确率与训练语音的说话内容有较大的联系，基于特定文本的识别效果比非特定文本的识别效果好很多；同时语音信号将随着录音设备的不同而产生差异，即使是同一个人在一台设备上录制一段语音，同样的话语在另一台设备上的录制数据也会存在不同，若录音话筒材质不同影响则更大。基于模型分类的语音性别区分设备都存在此类问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种简易语音性别检测装置及方法，通过语音信号整形后的频率，主要依托男女基音频率的不同，来判断说话人的性别。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：简易语音性别检测装置，它包括将声音信号转变成电波形的语音采集模块、输入端与语音采集模块相连接并用于滤除电波形中的高次谐波的低通滤波模块、输入端与低通滤波模块的输出端相连接并用于将频率信号转换成电压信号的频率电压转换模块、输入端与频率电压转换模块的输出端相连接并用于将模拟信号转换为数字信号的模数转换模块、输入端与数模转换模块的输出端相连接并用于判断数字信号大小的控制器模块、输入端与控制器模块的输出端相连接的显示模块。

进一步地，低通滤波模块为二阶滤波电路，它包括放大器、电阻和电容。

更进一步地，低通滤波模块的通带为10～500Hz，阻带下限为600Hz，过渡带衰减在20dB以上，带内波动在3dB以内。

本发明所提供的另一技术方案为：一种利用上述的简易语音性别检测装置的检测方法，它包括以下步骤：

（1）根据环境噪声，设定浊音的门限能量；设定男女声的分界频率；

（2）采集声音信号，判断该声音信号的能量值是否大于门限能量，若大于门限能量，则进入下一步，如小于等于门限能量，则重新采集声音信号并判断；

（3）若声音信号的能量值大于门限能量，则打开频率电压转换模块的信号通道，控制器模块记录一组模数转换的电压值，并求取平均值；

（4）检测该平均值是否大于分界频率，是则为女声，否则为男声，并控制LCD做出结果显示；随后返回初始状态，进行下一组数据的采集处理。

依照不同的分类规则汉语可以有几种发音方式，其中以声带的振动与否将语音分为清音和浊音，发浊音时人的声带将产生振动，声波呈现准周期的特性，发清音时声带基本不振动，声波呈现类似白噪声的特性，规律不明显。声带振动的频率称为基音频率，而人的基音频率一般处在50～400Hz之间。通过大量的先验认识可知，一般成年男性的基音频率在50～200Hz，成年女性的基频分布于200～400Hz，儿童的基频与女性基频相似。一般而言，语音信号经过低通整形以后，语音基频段的能量会较好的保存下来。本发明使得基于人语音的性别区分变得简单而快捷，避免了大数据量的训练，且不需要计算机装置。本装置既可以作为复杂身份验证装置的补充，也可以制成一个简易的手持设备，使用方便，具有一定的市场前景。

附图说明

图1为本发明装置电路结构示意图。

图2为本发明装置的检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。