本文關(guān)鍵詞：基于修正群時延函數(shù)分子的耳語活動檢測

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【摘要】：耳語作為正常語音在某些情況下的補充,通�？捎糜谠诠矆龊舷聜鬟_敏感信息。鑒于耳語獨特的優(yōu)勢,耳語分析方面的研究越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。耳語活動檢測是處理耳語的第一個關(guān)鍵步驟。耳語信噪比通常很低。相比于正常語音,耳語特有的發(fā)音方式導(dǎo)致其缺少基音頻率。產(chǎn)生耳語的聲道結(jié)構(gòu)會有所變化,共振峰向高頻區(qū)域偏移。這一點對于低頻共振峰表現(xiàn)得尤為突出。能夠有效處理正常語音的常規(guī)語音活動檢測方法往往無法滿足耳語活動檢測需求。針對這一問題,本文基于群時延瞬時譜提取子帶調(diào)制譜特征和子帶相關(guān)熵特征,并對兩者實施融合再用于耳語活動檢測。采用零時窗和群時延函數(shù)分子進行群時延瞬時譜估計,使瞬時譜的時間分辨率和頻率分辨率高于傳統(tǒng)的傅立葉變換短時譜。本文提出的子帶調(diào)制譜特征實現(xiàn)耳語子帶能量沿時間方向的譜表征,囊括耳語短時和長時譜信息,便于更好地分離帶噪耳語和靜音/噪聲。為了減少子帶調(diào)制譜特征超向量中的冗余信息,在整個樣本集上使用主成分分析(PCA)進行降維。子帶相關(guān)熵特征捕捉子帶能量沿時間方向的波動,體現(xiàn)聲道在耳語發(fā)音過程中的動態(tài)變化,實現(xiàn)帶噪耳語部分與靜音/噪聲部分的有效分離。不難理解,在高信噪比下,單一特征耳語活動檢測會取得良好效果,但當(dāng)引入噪聲干擾時,性能急劇下降。通過考慮子帶調(diào)制譜特征和子帶相關(guān)熵特征互補特性,引入二者融合特征集,彌補單一特征在表征耳語特性方面的片面性,提高檢測性能。本文基于CHAINS語音庫耳語數(shù)據(jù)和NOISEX-92噪聲數(shù)據(jù)采用支持向量機評價所提特征的性能。為避免支持向量機過學(xué)習(xí)和欠學(xué)習(xí)狀態(tài)發(fā)生,采用交叉驗證選擇最優(yōu)懲罰參數(shù)及核參數(shù)。實驗對不同長度窗的耳語活動檢測結(jié)果進行分析。將所提融合特征(HSMS-CE)與幅度調(diào)制譜-譜斜率特征(AMS-ST)、美爾頻率倒譜系數(shù)(MFCC)、長時對數(shù)能量變化特征(LTLEV)和相對譜感知線性預(yù)測特征(RASTA-PLP)等基準(zhǔn)特征進行性能對比。實驗結(jié)果表明基于調(diào)制譜的特征(HSMS-CE和AMS-ST)在各種噪聲類型的所有信噪比下性能優(yōu)于MFCC、RASTA-PLP和LTLEV特征。對于babble噪聲和factory噪聲,提出的HSMS-CE特征在信噪比為0d B條件下要好于AMS-ST。而對white噪聲和pink噪聲干擾,0d B信噪比下,AMS-ST特征性能稍好。在其余情況下,這兩種特征性能相當(dāng)。
【關(guān)鍵詞】：耳語活動檢測 瞬時譜分析 零時窗 群時延 調(diào)制譜 相關(guān)熵
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN912.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 耳語活動檢測研究背景及意義10-11
• 1.2 耳語活動檢測研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 耳語活動檢測存在的問題12
• 1.4 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排12-16
• 第2章 耳語活動檢測理論基礎(chǔ)16-34
• 2.1 耳語活動檢測概述16-17
• 2.2 語音生成模型及耳語特點17-20
• 2.3 預(yù)處理20-21
• 2.4 特征提取21-27
• 2.4.1 譜域特征21-23
• 2.4.2 倒譜域特征23-25
• 2.4.3 長時特征25-27
• 2.5 模型訓(xùn)練與匹配27-33
• 2.5.1 支持向量機27-31
• 2.5.2 高斯混合模型31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 耳語的HNGD瞬時譜34-40
• 3.1 HNGD譜概述34-35
• 3.2 零時窗35-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于融合特征的耳語活動檢測40-58
• 4.1 HNGD子帶調(diào)制譜特征41-48
• 4.1.1 調(diào)制譜41-42
• 4.1.2 HNGD子帶調(diào)制譜特征42-43
• 4.1.3 帶噪耳語的HNGD調(diào)制譜43-47
• 4.1.4 PCA降維47-48
• 4.2 HNGD子帶相關(guān)熵特征48-52
• 4.2.1 相關(guān)熵48-51
• 4.2.2 HNGD子帶相關(guān)熵特征51-52
• 4.3 實驗與結(jié)果分析52-57
• 4.3.1 數(shù)據(jù)庫描述52-53
• 4.3.2 實驗步驟53
• 4.3.3 實驗結(jié)果53-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻60-65
• 作者簡介65-66
• 致謝66

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本文編號：751953