matlab变声器

《matlab变声器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、MATLAB变声器电子工程学院摘要语音信号处理中的变声处理已经有了比较成熟的算法，本文阐述了变声算法的基础原理，利用数字滤波器，自相关法，LPC，LPC系数求根法等方法在MATLAB上改变语音信号的基频和共振峰以实现变声，并总结了现有变声算法的缺陷，对用不同的变换域能否改进变声算法做了粗略分析。关键词：变声算法，LPC，变换域12目录研究背景3变声原理3语音基本概念3变声原理4变声过程5分帧处理5计算LPC系数5计算原始激励6计算基音周期6计算激励能量7合成脉冲序列7更改声道参数7合成变声语音8程序设计8传统变声算法缺陷9合成

2、激励与原始激励差别较大9不能实现定向变声10实现定向变声的猜想11小波域是否存在恒定音色参数粗略分析11统计上的变换是否利于寻找恒定音色参数猜想11下一步研究计划1212研究背景语音信号是人们日常生活中十分常见的信号，语音也是人与人之间传递信息的一种十分重要的方式。随着智能终端以及互联网的普及，语音信号大量地以数字形式出现，语音信号处理变得越来越重要，变声处理是语音信号处理的基础之一，所以在这样的大背景下，研究变声算法并改进变声算法是很有意义而且有必要的。另一方面，传统的变声算法是对发声过程的简单模拟进行语音合成，在模拟过程中

3、改变参数以实现变声，而传统的变声算法存在一些缺陷，若要改进变声算法使其更灵活有效，那么细致的研究传统的变声算法是很有必要的。变声原理l语音基本概念1.声道：声道是很多动物及人类都有的一个腔室，从声源产生的声音经由此处滤出。人的声道包括声道则包括喉腔、咽头、口腔和鼻腔。2.基音：一般的声音都是由发音体发出的一系列频率、振幅各不相同的振动复合而成的。这些振动中有一个频率最低的振动，由它发出的音就是基音，其余为泛音。发音体整体振动产生的音，叫做基音，决定音高；发音体部分振动产生的音，叫做泛音，决定音色；基音和泛音结合一起而形成的音，

4、叫做复合音，日常我们所听到的声音多为复合音。3.共振峰：共振峰是指在声音的频谱中能量相对集中的一些区域，共振峰是语音音质的决定因素，反映了声道（共振腔）的物理特征。声音在经过共振腔时，受到腔体的滤波作用，使得频域中不同频率的能量重新分配，一部分因为共振腔的共振作用得到强化，另一部分则受到衰减，得到强化的那些频率在时频分析的语图上表现为浓重的黑色条纹。由于能量分布不均匀，强的部分犹如山峰一般，故而称之为共振峰。在语音声学中，共振峰决定着元音的音质，在计算机音乐中，共振峰是决定音色和音质的重要参数。4，短时平稳特性：12语音信号是

5、一种随时间而变化的信号，主要分为浊音和清音两大类。浊音的基音周期、清浊音信号幅度和声道参数等都随时间而缓缓变化。由于发生器官的惯性运动，可以认为在一小段时间里（一般为10~30ms）语音信号的频域特性近似不变，即语音信号具有短时平稳性。因而处理语音信号之前要把语音信号分为一些短段（称为分析帧），然后再来进行处理。　　人声和乐器声的产生需要两个阶段，一个是发声系统，如人的声带或乐器的振动簧片，另一个是共鸣系统。乐器不同的共鸣系统使其在一定频域中的语音信号的振幅得以突出，这样，这些区域就产生了这个乐器所特有的共振峰值，这些共振峰值

6、同共鸣体的大小、形状的材料密切相关。由于乐器的结构是稳定的，因此在乐器发出的所有音调中，不论基频如何，都会表现出相同的共振峰值，只不过其显著性有强有弱罢了。这就可以解释为什么同一乐器所发出的不同音调具有相同的音质。在语音声学中，人声也同样受自身生理如鼻孔、咽腔、口腔大小的影响有自身的共振峰区。人在说话的过程中，正是通过利用这些共鸣空间的形状和大小不同的变化（例如改变嘴形），以能改变声音的共振峰说出不同的元音。我们之所以能够区分不同的人声、元音，主要也是依靠它们的共振峰分布的位置。简单来讲不同的人说同一句话的共振峰不同，同一个人

7、说不通的话共振峰也不同。l变声原理变声是通过改变人声的基音频率和共振分分布以达到变声的目的，其具体过程是是模拟人声的发声过程，以脉冲信号代替声带振动，以FIR滤波器代替声道，用脉冲信号通过FIR滤波器进行语音合成。首先对原始语音信号进行分解，然后得出原始激励参数（基音周期和激励能量）和声道参数（共振峰分布），用得出的参数构建激励和滤波器，再根据变声需要更改参数，就可以达到变声的目的。过程如下脉冲序列FIR滤波器原始激励参数声道参数原始语音合成变声语音12变声过程l分帧处理语音信号具有短时平稳特性，所以在处理之前要进行分帧处理，

8、将一段长的语音信号分解为10～30ms的语音信号逐段进行处理。语音信号的分帧是采用可移动的有限长度窗口进行加权的方法来实现的。一般每秒帧数约为33~100帧，视实际情况而定。分帧一般要采用交叠分段的方法。如图所示，这是为了使帧与帧之间平滑过渡，保持其连续性。前一帧和后一帧的交