[发明专利]声频信号特征波形的合成方法

说明书

本发明涉及声频信号处理技术，特别是涉及声频信号特征波形合成方法。

由于数字电子技术的发展，使得模拟信号波形可藉模拟/数字转换后成为数字信号，以便于存储、处理、甚或传输，因此，更能加速电子数据的流通与共享。

公知截取信号波形数据并予以记录时，通常视所需的精度而定，是以八个位或十六个位来表示所被取样波形各点的振幅值。如果一段波形以8K个点取样，且以八个位表示每个取样点量化后的值，则该段波形须占用64K位。换句话说，如果记录声频信号的信号时，以每秒8K的取样率并以8位量化，则每秒所截取的信号便需要64K位的存储空间。

以上述脉码调制(PCM：Pulse Code Modulation)方式处理声频信号虽可为实时(real time)的处理，但所处理得的庞大数据会占用大量的存储空间，对其实际的应用构成极大的限制。如果使用自适应差分脉码调制(ADPCM：Adaptive Differential Pulse Code Modulation)方式编码，虽可节省一半的存储空间，但对低速中央处理器(诸如Z80、80386等)而言，因运算法则过于复杂繁琐，因而无法以实时的方式处理。因此，在低速中央处理器的应用领域里，寻求一种声频信号处理方法，同时兼具不会占用大量存储空间及能实时处理等功能，成为此领域人士所期盼的。

因此，本发明的主要目的，在于提供一种声频信号特征波形合成方法，可减少对存储空间的需求。

本发明的另一目的，在于提供一种声频信号特征波形合成方法，可适用于低速中央处理器得对声频信号做实时处理。

为达到上述目的，本发明提供一种声频信号特征波形合成方法，该方法包括如下步骤：截取声频信号；对所截取的声频信号进行取样与量化处理；进行特征波形的选取；存储特征波形及时间间隔；读取所存储的能代表一声频信号的第一特征波形和第二特征波形；以内插法合成出其间的内插波形。

为达到上述目的，本发明提供一种声频信号特征波形合成方法来完成，其中，第一特征波形的周期为Ma、振幅为Aa[t]，而第二特征波形的周期为Mb、振幅为Ab[t]，该第一特征波形和该第二特征波形之间的时间间隔为L。根据本发明方法是以内插法合成出第一特征波形和该第二特征波形间的内插波形。而各内插波形的振幅值为：

Ar[t]＝(L-K)/L×Ar′[t]+(1+k)/L×Ar″[t]；

各内插波形的周期为：

Mr＝Ma-r×(Ma-Mb)/(1+R)其中，

r＝1，2，...，R；

其中，

R＝2L/(Ma+Mb)；

Ar′[t]＝Aa[(Ma/Mr)×t]；

Ar″[t]＝Ab[(Mb/Mr)×t]；

r＝1，2，...，R；

t＝0，1，...，Mr-1；以及

k＝(M1+M2+...+M(r-1))，(M1+M2+...+M(r-1)+1)，...，

(M1+M2+...+M(r-1)+(Mr-1))。

为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。

图1是显示一段声频信号波形图；

图2是显示经选取后的特征波形图；

图3是显示根据本发明声频信号特征波形合成方法合成后的波形图；

图4是显示本发明方法的流程图；以及

图5是显示本发明方法一个实施例的流程图。

本发明所提供的声频信号特征波形合成方法，是先对待处理的波形进行分析，筛选出具代表性的特征波形(characteristic waveform)。当在存储时，仅需记录这些特征波形及其相关参数，而不必记录整个信号的波形，于是，便可减省大量的存储空间。由于筛选出特征波形前，声频信号已经过取样量化等处理，故而所选取的特征波形根据其取样率呈离散值(discrete value)。后续合成还原时，藉由读出此等特征波形及其相关参数，再以一内插运算法就可以合成还原出波形。此内插运算法并非属复杂繁琐的方法，故还原速度相当快，就以80486中央处理器还原4000K位数据量的波形为例，约仅需五秒钟的光景。因此，本发明方法相当符合低速中央处理器的应用领域。以下便就本发明方法做详细说明如下。