基于谐波分析的频带方差端点检测方法

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1、第26卷第8期计算机仿真2009年8月文章编号:1006-9348(2009)08-0330-04基于谐波分析的频带方差端点检测方法戴秋芳,吴晓军(西北工业大学自动化学院,陕西西安710072)摘要:语音端点检测的准确性直接影响着语音识别系统性能。在低信噪比环境下,一些在高信噪比环境下具有良好性能的检测方法无法有效工作。提出了基于谐波分析的频带方差和能量门限结合的端点检测方法。方法基于语谱图的分析,突出了语音信号和噪声信号的区别,在低信噪比环境下能准确检测出语音端点,并保障了实时性。试验证明,方法在较低信噪比环境下比频带方差检测方法的性能有较大提高,具有较好的实用

2、性。关键词:端点检测;频带方差;语谱图中图分类号:TP391文献标识码:BAMethodforEndpointDetectionofSpeechUsingFBVBasedonHarmoniousAnalysisDAIQiu-fang,WUXiao-jun(CollegeofAutomation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,XipanShanxi710072,China)ABSTRACT:Theaccuracyofthespeechendpointdetectionisimportanttotherecognitionpe

3、rformance.SomegooddetectionmethodscannotworkwellinlowSNRsituation.Anewmethodofendpointdetectionwhichcombinestheenergythresholdwiththefrequencybandvariance(FBV)basedonharmoniousanalysisisproposed.Themethodbasedontheanalysisofspectrogramgivesprominencetothedifferencebetweennoiseandspeec

4、hsignalinlowSNRsituation.Ithasreal-timeandhighaccuracycharacteristicsinlowSNRenvironment.TheexperimentsprovethatithasbetterdetectioncapabilityandpracticabilityinlowSNRsituationcomparedwiththefrequencybandvariancede2tectionmethod.KEYWORDS:Endpointdetection;Frequencybandvariance;Spectro

5、gram值确定较困难,造成音素的丢失,影响了实用效果。为了解1引言决噪声环境下的端点问题,很多人提出了新的端点检测方有效语音的起止端点检测是语音处理中重要的一环。法。如噪声环境中基于HMM模型的语音信号端点检测方[4][5]在实际运用中,特别是在语音识别中,系统的使用效果不仅法,应用倒谱特征的带噪语音端点检测方法,降噪法和仅限于识别算法,能否既快又准确的检测到语音端点,很大[6]谱熵法结合的端点检测方法等。本文提出的基于能量和程度上影响着语音系统实际应用的成功与否。谐波分析的频带方差端点检测方法能够在低信噪比的情况[1]在实际运用中,运用最多的端点检测方法是基于能

6、量下较精确的检测到语音端点。[2]和短时过零率双门限的检测方法。该方法实现简单,计算复杂度小,实时性好,在背景干净的环境下性能良好。但在2频带方差信噪比较低的环境中该方法的性能已无法达到实用要求,门语音和噪声的频谱特性差异很大。在实际运用环境中,限值选取极易受到环境改变影响,靠双门限方法易造成音素风扇噪声,电源脉冲噪声等都可近似看作白噪声。因为这些[3]丢失。基于频带方差端点检测方法由于方法简单,应用广噪声的频谱中,各频带之间变化很平缓,这与“白噪声”的称泛,在信噪比高的环境下有着良好的性能,但在实际运用中,谓相符。而语音是有色的,各频带之间变化较剧烈,利用这随着

7、信噪比的下降,其精确度下降,对于该方法的方差门限一特性,可以明显区分语音部分和噪声部分,如图1(b)基金项目:西安市信息技术专项(ZX06034)所示。收稿日期:2008-06-19修回日期:2008-07-18所谓的“频带方差”就是计算某一帧信号的各频带能量—330—之间的方差。以下是频带检测方法的具体计算方法。语音端点。本文提出的基于谐波分析的频带方差端点检测预处理为使语音信号频谱变的平坦,对语音信号进行方法能有效解决这个问题。参数分析之前对该信号用一预加重滤波器进行滤波,该滤波器为:3谐波分析-1H(Z)=1-μz(1)频带方差检测方法它包含两个信息,信号中

8、的各频带间