[发明专利]一种基于子带信噪比加权的倒谱域基音周期估计方法

说明书

本发明公开了一种基于子带信噪比加权的倒谱域基音周期估计方法，利用含噪语音的Mel谱计算子带加权系数，在对数谱域对每个Mel子带上的所有含噪语音对数谱进行子带加权，在倒谱域进行峰值检测，估计含噪语音信号的基音周期。本发明的技术方案可以同时对环境噪声和声道共振峰进行抑制，得到较为准确的基音周期估计值，尤其适合低信噪比环境下的基音估计。

技术领域

本发明属于语音处理技术领域，具体涉及到在对数谱域对含噪语音信号进行子带信噪比加权，在倒谱域进行峰值检测的基音周期估计方法。

背景技术

人在发浊音时，气流通过声门使声带产生振动，产生准周期脉冲气流，激励声道产生声音。这种声带振动的频率称为基频，基频的倒数就称为基音周期。基音周期是语音信号的重要参数之一，它描述了激励源的一个重要特征，在说话人识别、语音合成、语音编码等多个领域有着广泛的应用。

因为语音的声门激励信号只是准周期的，且声道共振峰会影响激励信号的谐波结构，所以从语音信号中精确提取基音周期是比较困难的。常见的基音周期方法包括自相关法、平均幅度差函数法、并行处理方法和倒谱法。这些方法对纯净语音或高信噪比的含噪语音有较好的效果。然而，在语音的传输过程中，不可避免的要受到环境噪声的干扰，这就可能使噪声环境下提取的基音周期与实际值相差甚远。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于子带信噪比加权的倒谱域基音周期估计方法，在噪声环境下的基音周期估计中，同时考虑环境噪声和声道共振峰对激励信号的影响，增加基音估计算法的鲁棒性。

技术方案：一种基于子带信噪比加权的倒谱域基音周期估计方法，利用含噪语音的Mel谱计算子带加权系数，在对数谱域对含噪语音的特征参数进行子带加权，在倒谱域进行峰值检测，估计含噪语音信号的基音周期。

本发明的具体步骤如下：

(1)对输入的数字语音进行内插或抽取，将其采样频率固定为8000Hz；

(2)对内插或抽取后的标准数字语音进行低通滤波，只保留1000Hz以下的频率成分，并加窗，分帧，得到帧信号；

(3)对每帧语音信号进行快速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier Transform)，得到每帧信号的幅度谱；

(4)对每帧信号的幅度谱进行Mel滤波，取对数，并根据每个Mel子带的信噪比计算子带加权系数；

(5)对每帧信号的幅度谱取对数，得到对数谱，并对对数谱进行子带加权，减小加性噪声对基音周期估计的影响；

(6)对子带加权后的对数谱进行离散余弦变换(DCT：Discrete CosineTransform)，得到语音信号的倒谱参数；

(7)对语音信号的倒谱参数进行峰值检测，平滑滤波，得到输入语音的基音周期估计值。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明的技术方案可以同时对环境噪声和声道共振峰进行抑制，得到较为准确的基音周期估计值，尤其适合低信噪比环境下的基音估计。

附图说明

图1为本发明实施例的基于子带信噪比加权的倒谱域基音周期估计方法的总体框架图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，基于子带信噪比加权的倒谱域基音周期估计方法，主要包括内插与抽取、预处理、FFT、Mel滤波、子带加权、DCT和基音估计部分。

1、内插与抽取