Hilbert-Huang變換及其在語(yǔ)音特征提取中的應(yīng)用.pdf

1、語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)是計(jì)算機(jī)智能接口與人機(jī)交互的重要手段之一。隨著電子計(jì)算機(jī)和人工智能的發(fā)展，語(yǔ)音的編碼、合成及識(shí)別等技術(shù)在人們的生活中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。而語(yǔ)音信號(hào)特征參數(shù)的精確提取是這些語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)的關(guān)鍵所在。 語(yǔ)音信號(hào)是一個(gè)復(fù)雜的非線性、非平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，這使得基于線性和平穩(wěn)性系統(tǒng)理論發(fā)展起來(lái)的傳統(tǒng)語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)性能難以進(jìn)一步提高。本文研究了一種能夠有效反映信號(hào)非線性和非平穩(wěn)性特征的信號(hào)處理方法Hilbert-Huang

2、變換，針對(duì)Hilbert-Huang變換的端點(diǎn)效應(yīng)、停止準(zhǔn)則及瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅度的估計(jì)等問(wèn)題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)算法。并用改進(jìn)后的Hilbert-Huang變換研究了語(yǔ)音信號(hào)的基音檢測(cè)算法與共振峰提取算法。 本文首先研究了Hilbert-Huang變換的端點(diǎn)效應(yīng)、停止準(zhǔn)則及瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅度的估計(jì)等問(wèn)題，并提出了三點(diǎn)改進(jìn)。一是結(jié)合語(yǔ)音信號(hào)本身的特征，提出了一種基于語(yǔ)音信號(hào)的分段和延拓方法；二是利用各個(gè)固有模念函數(shù)相互正交的特性，提

3、出了基于固有模態(tài)函數(shù)正交的停止準(zhǔn)則；三是研究了Hilbert解調(diào)方法的局限性，提出用能量分離算法估計(jì)瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅度。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這些改進(jìn)方法對(duì)Hilbert-Huang變換的端點(diǎn)效應(yīng)及模態(tài)混疊具有很好的抑制作用。 本文利用改進(jìn)后的Hilbert-Huang變換研究了語(yǔ)音信號(hào)的基音檢測(cè)算法。根據(jù)Hilbert-Huang變換的瞬時(shí)能量表示方法，提出了瞬時(shí)頻率加權(quán)能量表示方法，與Hilbert-Huang變換的瞬時(shí)能量表示方

4、法相比，信號(hào)的瞬時(shí)頻率加權(quán)能量不僅能反映信號(hào)的瞬時(shí)能量還反映信號(hào)的能量密度。通過(guò)語(yǔ)音信號(hào)的瞬時(shí)頻率加權(quán)能量精確定位聲門(mén)脈沖的發(fā)生時(shí)刻，從而精確提取語(yǔ)音信號(hào)的基音。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與使用傳統(tǒng)的瞬時(shí)能量方法相比，本方法更能夠表現(xiàn)信號(hào)真實(shí)的瞬時(shí)能量信息，從而能提高基音檢測(cè)的準(zhǔn)確率。由于不需要對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行預(yù)加重，從而提高了算法的抗噪性能。 此外本文還研究了語(yǔ)音信號(hào)的共振峰提取算法，提出了一種基于Hilbert-Huang變換的共振峰