[发明专利]基于小波变换的多重分形维数端点检测方法

摘要

本发明公开了一种基于小波变换的多重分形维数端点检测方法，该方法包括以下步骤：使用小波变换对语音信号进行去噪处理，得到小波重构去噪后的语音信号；对小波重构之后的语音信号进行分帧处理；计算语音信号的多重分形维数，得到每一个帧窗口的多重分形维数；分别计算每一个帧窗口的多重分形维数与语音段的多重分形维数和非语音段的多重分形维数的相关性；绘制两个相关性函数的曲线图，两曲线的交汇处即为语音信号的起始点和结束点。本发明方法能在低信噪比的情况下有效进行语音信号的端点检测。

主权项

1.一种基于小波变换的多重分形维数端点检测方法,包括以下步骤：1)使用小波变换对语音信号进行去噪处理，得到小波重构去噪后的语音信号；2)对小波重构之后的语音信号进行分帧处理；3)计算语音信号的多重分形维数，得到每一个帧窗口的多重分形维数；所述步骤3)中语音信号多重分形维数的计算方法如下：(3.1)对不同语音信号X(t)进行数据采集，设采样点数为M，采样频率为f，则采样间隔采样信号表示为X(k),k＝1,2,3…M；(3.2)将语音信号的分形维数视为一个集合空间，采用覆盖法，对其进行网格划分，在ε网格划分中，取网格宽度为εj＝2jΔt，其中j为网格划分的种类数；则网格的行数和列数可以表示为s(j)＝MΔt/εj；定义m行n列的网格为mn网格，落入mn网格内的数据点数为N_mn，则mn网格覆盖信号的概率为P_mn(ε_j)＝N_mn/M，结合General信息熵可得到：其中q为给定参数，K_q为General信息熵值；(3.3)改变网格尺度ε大小，可计算出一系列的General信息熵Kq(εj)值，从而在lgεj‑Kq(εj)图上得到无标度区范围，在该区间内进行一次曲线拟合则可获得广义维度值Dq；(3.4)在无标度区区间内进行一次曲线拟合则可获得广义维度值Dq；设x(j)＝K_q(ε_j),y(j)＝lgε_j，拟合直线为y(j)＝‑D_qx(j)+b；建立最小二乘法拟合函数为使得拟合函数获得最小值的条件为：此时，广义维数为4)分别计算每一个帧窗口的多重分形维数与和的相关性，记语音段的相关性函数为R(X¹,x),非语音段的相关性函数为R(X²,x)；其中表示语音段X₁的多重分形维数；表示非语音段X₂的多重分形维数；5)绘制两个相关性函数R(X1,x)和R(X2,x)的曲线图，两曲线的交汇处即为语音信号的起始点和结束点。