高斯混合模型用于语音情感识别研究

《高斯混合模型用于语音情感识别研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、单位代码１０６０２Ｉ学号２０１３０１巧２０分类号ＴＰ３９１密级公开＾＇＞纖吁載序ＧＵＡＮＧＸＩＮＯＲＭＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕击学佐备文高斯混合模型用于语音倩感识别研究ＡｐｐｌｉｅｄＧａｕｓｓｉａｎＭｉｘｔｕｒｅＭｏｄｅｌｉｎＳｐｅｅｃｈＥｍｏｔｉｏｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ学院；计算机科学与信息工程学院专业：计算机应用技术研巧方向：信号处理年级：２０１３级研巧生：紫桂林指导教师：黄汉明教授完成日期：２０１６年４月寫斯混合模型用于语音猜感

2、识别研究专业若称：计算机应巧技术申请人：蔡桂林指导教师：黄汉明教授论文答辩姜员会＾含、Ｖ主席：令命姿员：？至命ｌｉ高斯混合模型用于语音情感识别研巧研巧生；蔡桂林导师；黄汲明教授专业：计算机应用技术方向；信号处理年级：２０１３级摘要Ｉ一语音情感识别技术是人工智能）领域的（Ａ个重要分支，该技术是通过对语音信号进行分析处理来识别说话者当时的情感状态。随着计算机科学技术与其他学科如生理学、也理学、统计学等相互交叉和发展，语音情感识别技术获得了显著的进展。情感自身具有主观性和复杂性，对情感进行建模，开展

3、情感计算研究具有重大的理论和实践意义。随着计算机技术和机器智能技术的发展，越来越多的人工智能设备和产品将会被开发出来，并会在社会生活的各个领域中得到广泛的应用，如教育行业、医学界、服务行业和工业等领域。本文采用高斯混合模型，对语音情感识别问题做了较系统的研究。首先，基于情感理论基础知识确立了本文的实验语料库，并选取了四种基本情感状态、作为本文的研究对象，即生气高兴、恐惧、悲伤。接着对语音信号进行预处理操作，便于提取更为有效的情感特征。其次，鉴于语音倩感特征提取的好坏将会直接影响识别的效果，所Ｗ本文的特征参数提取兼顾韵律学、音

4、质Ｗ及谱等Ｈ个方面，这些特征分别是语速、短时能量、基音频率、一共振峰参数Ｗ及Ｍｅｌ频率倒谱系数（ＭＦＣＣ）五类特征，对送系列特征进行提取计算和分析研巧，最终确定了２１种语音情感特征作为高斯混合模型（ＧＭＭ）的输入参数。再次，通过选取不同的情感特征和不同的识别模型进行实验，寻找能区分各种情感的有效情感特征。本文先选用支持向量机（ＳＶＭ）模型进行识别，通过对比不同的核函数的识别效果决定选用线性核，并且使用网格搜索法确定了用于识别的最优参数；然后采用层次模型决策树、分层模型分别进行识别。最后，利用己确定的２１种语音情感特征和离斯混合

5、模型在语料库的训练数据集上对四种基本情感建立识别模型。在建模的过程中，使用到了极大似然估计（ＭＬＥ）和期望最大化（ＥＭ）算法对离斯混合模型的参数进行优化。在进行优化训练的过程中，极大似然估计详细推演了期望最大化算法迭代并直到最后收敛的过程。最终确定了最优的高斯混合模型，并使用该模型在测试数据集上进行了识别实验。同时对其他Ｈ种识别模型（即支持向量机、决策树和分层模型）的实验结果做了详细的分析，最后通过对比分析四种模型的实验结果说明了使用高斯混合模型在本文选取的四种基本情感进行识别时具有更强的区分能力，同时也验证了期望最大化算法的参

6、数估计对高斯混合模型的识别率具有重大影响。Ｉ关键字；语音情感识别，特征提取，支持向量机（ＳＶＭ），高斯混合模型（ＧＭＭ），期望最大化（ＥＭ）ＩＩＡｐｐｌｉｅｄＧａｕｓｓｉａｎＭｉｘｔｕｒｅＭｏｄｅｌｉｎＳｐｅｅｃｈＥｍｏｔｉｏｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＧｒａｄｕａｔｅｓｔｕｄｅｎｔ：ＣａｉＧｕｉｌｉｎＭｅｎｔｏｒ：ＨｕａｎＨａｎｍｉｎｇｇＭａｏｒ：ＣｏｍｕｔｅｒＡｌｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｉｅｌｄ：ＳｉｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎＧｒａｄｅ：２０１３ｊｐｐｐｇｙＦｇ

7、ｇＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｐｅｅｃｈｅｍｏｔｉｏｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈａｎａｌｙ之ｅｓｔｈｅｓｐｅｅｃｈｓｉｇｎａｌ化ｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｅｍｏｔｉｏｎａｌｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｓｐｅａｋｅｒｉｓａｎｉｍｏｒｔａｎｔｂｒａｎｃｈｏｆａｒｔｉ巧ｃｉａｌｉｎｔｅｌｌｉｅｎｃｅＡＩ）．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎａｎｄ，ｐｇ（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｖａｒｉｏｕｓｗｌａｔｅｄｏｔｈｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｓｓｕｃｈａｓ

8、ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙａｎｄｓｔａｔ