[发明专利]基于小波变换的高质量声音变换方法在审
申请号: | 201810234234.0 | 申请日: | 2018-03-21 |
公开(公告)号: | CN108492832A | 公开(公告)日: | 2018-09-04 |
发明(设计)人: | 罗森林;张寒青;潘丽敏;袁晓筱 | 申请(专利权)人: | 北京理工大学 |
主分类号: | G10L21/007 | 分类号: | G10L21/007;G10L19/02 |
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地址: | 100081 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 语音信号 变调 小波变换 高质量声音 语音转换 算法 语音 原始语音信号 加窗处理 实时性差 语音特征 规整 复杂度 感知度 实时性 预加重 重采样 转折区 采样 分帧 时长 转折 检测 转换 保留 | ||
本发明针对传统实时变声算法如WSOLA算法等复杂度高、实时性差和转换语音质量低的问题,提出了基于小波变换的高质量声音变换方法。首先运用重采样的方法对原始语音信号先进行变调处理,变调后的语音信号时长会发生改变。然后对变调后的语音信号进行预加重、分帧和加窗处理。接着通过小波变换的方法获得当前帧的语音特征。根据该特征,对语音信号的转折部分做出检测与确定,通过保留转折区语音信号不变的方式提高语音信号的感知度。最后,为了提高语音转换的实时性,采用了点采样的方式进行语音规整完成语音转换。
技术领域
本发明提出了基于小波变换的高质量声音变换方法。属于计算机与信息科学领域。
背景技术
在语音信号的分析和处理中,变声技术是一个引人瞩目的研究领域。人类语音是人与人之间交换信息中最有效、最快捷的一种传递方式,在信息时代中,使用数字方式去存储、合成和增强语音已经是现代通信中一种很普遍的手段了,由此出现的语音变换技术,也成为了网络聊天、数字娱乐和安全领域中的热门应用。
语音变换目前有两个主要的发展方向,一种是特定目标人变声,一种是语音性别变换。本专利的研究方向属于语音性别变换,语音性别变换的主要任务是修改语音的音调参数从而产生性别变换的特效,如在男声、女声、童声之间相互转换,达到伪装效果。
在语音性别变换中,首先会对语音信号进行重采样处理。重采样后的信号会引起信号频谱的压缩和扩展,从而可以达到语音变调的处理。与此同时,重采样后的语音信号时长也会发生变化。为了和原语音时长保持一致,这时需要对语音时长进行规整处理。目前国内外学者对语音时长规整的算法研究大致可以分为三类,即时间域的处理方法、频率域的处理方法以及参量模型法。频域处理方法和参量模型法涉及到的参数较多、计算复杂度较高,而较高的复杂度和过多的参数也限制了这两种处理方法在实时处理中的应用。然而,时域的处理方法虽然具备较低的算法复杂度,能达到实时处理的性能要求,但是处理后的语音转换效果较差。
综合上述所述,针对现有的实时语音变换技术中复杂度高、实时性差和转换语音质量低的问题,本发明提出了基于小波变换的高质量声音变换方法。
发明内容
本发明的目的是:针对常见的实时变声系统中语音时长规整的WSOLA算法合成的语音质量不高、实时效率偏低的问题,提出基于小波变换的高质量声音变换方法,通过保留语音转折区来提高语音信号感知度,并运用点采样方法提高语音规整效率,让变声具有较好的语音自然度。
本发明的设计原理为:首先运用重采样的方法对原始语音信号进行变调处理,变调后的语音信号时长会发生改变,然后对变调后的语音信号进行预加重、分帧和加窗处理,接着通过小波变换的方法获得当前帧的语音特征,根据该特征,对语音信号的转折部分做出检测与确定,通过保留转折区语音信号不变的方式提高语音信号的感知度,最后,为了提高语音转换的实时性,采用了点采样的方式进行语音规整完成语音转换。
本发明的技术方案是通过如下步骤实现的:
步骤1,基于重采样的语音变调处理。
步骤2,对语音信号分帧提取特征信息,确定语音信号中的语音转折区。
步骤2.1,对变调后的信号进行预加重、分帧和加窗处理。
步骤2.2,对加窗处理后的帧进行离散小波分解。
步骤2.3,离散小波分解后输出处理得到帧的语音特征。
步骤3,根据当前帧的语音特征判断是否为语音转折区。如果不是转折区进行第四步,否则将当前帧直接输出。
步骤4,规整语音时长,并进行语音合成。
步骤4.1,通过点采样方法寻找当前帧领域内最相似的帧。
步骤4.2,根据规整结果进行语音合成。
有益效果
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