【摘要】：近年來,隨著人口老齡化問題日趨嚴重,就業(yè)壓力逐步增大,使得越來越多的女性同胞走向工作崗位而不能有效地陪伴嬰兒成長。但是,嬰兒出生后的最先幾個月內獲得的安全感將伴隨今后生活,因此及時滿足寶寶需求會讓孩子更健康地成長。目前主要由老人和保姆來代替父母看護的方式在理解寶寶需求,尤其是寶寶啼哭時的需求方面存在明顯不足。在嬰兒哭聲情感需求信息領域中,絕大數(shù)的研究工作聚集在尋找嬰兒在不同情感需求狀態(tài)下的有效特征與尋找嬰兒哭聲中的不同情感需求信息識別模型上。但是,由于嬰兒所處的環(huán)境并非絕對安靜的環(huán)境,環(huán)境噪聲將極大地降低嬰兒哭聲情感需求信息的識別率。因此,如何提高嬰兒哭聲中的不同情感需求信息識別模型的魯棒性是一個亟待解決的問題。在現(xiàn)有研究的基礎上,本課題擬在以下幾個方面開展研究工作:(1)建立了嬰兒在不同情感需求信息狀態(tài)下的哭聲語料庫。語料是研究語音情感識別的基礎,目前嬰兒哭聲情感需求信息語料在國內外上尚沒有統(tǒng)一的語料庫。針對這種情況,本文構建了嬰兒哭聲情感需求信息語料庫。(2)研究了傳統(tǒng)語音情感聲學特征在嬰兒哭聲中不同情感需求信息識別模型中的抗噪魯棒性。本文將韻律特征與相關譜特征相結合作為原始特征,分別研究了Softmax回歸算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡和支持向量機三種方法的抗噪魯棒性。實驗結果表明,這三種識別模型雖然都具有一定的魯棒性,但是效果不是很理想。(3)提出了基于改進的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡來增強嬰兒哭聲中的不同情感需求信息識別的魯棒性。本文在傳統(tǒng)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的基礎上,提出了基于多尺度卷積核與多池化方法的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡來增強嬰兒哭聲中的不同情感需求信息識別的魯棒性。實驗表明,基于改進的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡對于增強嬰兒哭聲中的不同情感需求信息識別的魯棒性取得了良好的效果。(4)提出了基于Gabor灰度圖譜多尺度塊局部二值模式特征來提高嬰兒哭聲中的不同情感需求信息的魯棒性。在傳統(tǒng)的灰度圖譜局部二值模式的基礎上,首先生成語譜圖灰度圖像;其次,使用Gabor小波濾波;最后使用多尺度塊局部二值模式對圖像進行特征提取。實驗表明,基于Gabor灰度圖譜多尺度塊局部二值模式特征對于增強嬰兒哭聲中不同情感需求信息識別的魯棒性取得了良好的效果,與傳統(tǒng)特征相比,其抗噪性能更好。 【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN912.34

【圖文】：

章首先介紹了嬰兒發(fā)聲的生理結構與生理原理，從生理角度出發(fā)，分析了；然后介紹了數(shù)據(jù)歸一化、預加重、分幀加窗及 VAD 等語音預處理的相關紹了語音韻律特征的原理與提取，其中包括能量及其衍生參數(shù)、基音頻率、共振峰及其衍生參數(shù)等內容；其次介紹了譜特征的原理及提取，主要是生參數(shù)的提��；最后介紹了語譜圖的相關內容。兒哭聲生理特征兒在出生時，其發(fā)聲系統(tǒng)尚未發(fā)育成熟，因此其發(fā)聲系統(tǒng)與成年人有所好地研究嬰兒哭聲所表達的情感需求信息，在此先對嬰兒的發(fā)聲結構進分為兩小節(jié)，第一小節(jié)說明了嬰兒發(fā)聲的生理結構，第二小節(jié)說明了嬰兒兒發(fā)聲的生理結構類之所以能夠發(fā)出各種各樣的聲音，是因為人類有一個完善的發(fā)聲系統(tǒng)。人咽喉生理結構剖面圖所示。

東南大學碩士學位論文開閉時間也因人而異，例如嬰兒基頻偏高，老年男性偏低�？谘什颗c鼻咽部在人類發(fā)聲系統(tǒng)中主要起到共鳴腔體的作用[28]，從聲門到嘴唇的整個呼吸通道被稱為聲道。當人們說話的時候，聲門處的氣流導致聲帶產(chǎn)生振動，然后經(jīng)過聲道產(chǎn)生共鳴從而形成語音。當發(fā)出不同的聲音時，聲道的形狀會發(fā)生變化。然而聲道的形狀是由口咽部進行控制的，因此，口咽部在人類發(fā)聲系統(tǒng)中扮演著不可或缺的角色[29]�？谘什恐饕勺齑�、舌頭、牙齒、腭等器官組成。人體通過改變口型的大小、控制舌頭的位置等來改變聲道的形狀[30]。鼻咽部主要由鼻子等器官組成，，鼻咽部是能否發(fā)鼻音的關鍵。

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