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1、第33卷第7期自动化学报Vol.33,No.72007年7月ACTAAUTOMATICASINICAJuly,2007基于统计方法的普通话情感语调模型苏庄銮1汪增福1摘要提出了一种基于数据驱动的语调建模方法.该方法采用主成分分析(Principalcomponentanalysis,PCA)技术,给出了特征语调,统计了语音情感模式在特征语调空间中的分布规律,经过分析得出了普通话中情感模式所对应的情感语调.针对语音产生的机理复杂、语音语调受众多因素影响的特点,为了避免这些干扰因素的影响,设计了相应的情感语音库.利用所设计的语音库,进行了相关实验.实验结果表明,利用
2、所提出的特征语调模型不仅能够非常完美地重构出语调样本的语调,而且具有相当的情感表达能力.关键词主成分分析,语音合成,情感计算,特征语调中图分类号TP18A®ectiveIntonation-modelingforMandarinbyStatisticalMethod11SUZhuang-LuanWANGZeng-FuAbstractThispaperproposesadata-drivenintonationmodelingmethod.Withtheprincipalcomponentanalysis(PCA)technique,theconceptofeig
3、enintonationispresented.ThedistributionofemotionalstatesintheeigenintonationspaceisthenstudiedandthecorrespondingemotionalintonationsinMandarinaregivenout.Inordertoavoidthein°uencescausedbytheunwantedfactors,thea®ectivecorporaforthepurposeofevaluationaredesigned.Withthecorpora,therel
4、atedexperimentshavebeenperformed.Theexperimentalresultsshowthattheeigenintonationmodelhasaquitegoodabilityofexpressingemotions,andallintonationsamplesinourcorporacanbewellrecoveredwiththeeigenintonations.KeywordsPrincipalcomponentanalysis,speechsynthesis,a®ectivecomputing,eigenintona
5、tion1引言个轻声.赵元任认为,普通话句调是字调和语调的代数和"[3].其中,字调在连续语流中会受前后的影语音是最重要的人际交流工具之一.人类的话响而变调,同时字调的调域受语气的影响.字调叠加语不仅起着表字达意的作用,而且还包含了说话人在语调上就像小浪加大浪".赵元任给汉语中字调的状态和情感等信息.语音中所包含的情感信息对[4]与语调之间的关系明确地下了定义:汉语的字调提高说话人识别和语音内容识别的效率,改善合成是表义的,而语调是表情的.语调只能表达语气、语音的自然度等具有重要的意义.基于语音的情感情调、用途,等等".这种将基音包络分解为全局趋研究要解决
6、的基本问题,是要找到情感和语音模式势和局部变化这样两个元素的方法在其他语言中也之间的对应关系.其中,如何抽取有效的语音特征并[5;6]很常见.因此,实现字调和语调的分离对于进行运用恰当的模型来表达语音特征和情感之间的关联语音情感研究具有重要的意义,引起了众多研究者性是亟待解决的一个关键问题.通常,特征的抽取通的关注.例如,Tian和Nurminen使用统计的方法过观察语音随说话人感情的变化而得到.研究表明,[7]对字调进行训练建模,取得了较好的效果.此外,在普通话中语音基频特性对情感的表达起着非常关笔者也曾提出了一个面向普通话的情感声调模型,键的作用[1].反过
7、来,在普通话中说话人情感的表达并利用该模型实现了普通话中字调和语调的分离[8].方式也极大地影响着语音的基频包络[2].但是,从总体上来看目前国内有关普通话情感语调普通话是典型的有调语言,共有四个字调和一的建模研究还相对较少.收稿日期2006-1-9收修改稿日期2006-7-14针对上述研究现状,本文借助主成分分析ReceivedJanuary9,2006;inrevisedformJuly14,2006(Principalcomponentanalysis,PCA)技术提出了模式识别国家重点实验室开放基金,中国科学院自动化研究所和中国科学技术大学智能科学与技术
8、联合实验室开放基金(JL