語音信號分析之短時相關分析

目錄

1. 短時相關

2. 短時相關提取流程

3. 短時平均幅差

4. 代碼實現與效果


1. 短時相關

短時相關分爲短時自相關和短時負相關。相關函數用於測定兩個信號的時域相似性,語音中主要研究自相關,可以分析語音波形的同步性,週期性等。短時自相關框圖如圖所示:

2. 短時相關提取流程

首先對語音加窗,這裏採用較爲簡單的直角窗

短時相關的計算公式如下:

\widehat{R}}_{n}}\left(k \right )=\sum_{N-1}^{m=0}x\left(n+m \right )x\left(n+m+k \right ), 0\leq k\leq \overline{K}

其中\overline{K}}爲最大延遲數,方便起見,最大延遲數設爲幀長。

短時相關性的應用:

1. 估計基音週期

2. 線性預測分析

3. 短時平均幅差

由於短時相關中涉及到乘法運算,因此其運算量很大。爲了避免乘法運算,有人提出了短時平均幅差,即計算語音的幅度差值來代替自相關中的乘法運算。當採用直角窗時, 短時平均幅差的定義爲:

F_{n}\left(k \right )=\frac{1}{R}\sum_{m=-\infty }^{\infty}\left | x\left(n \right ) -x\left(n+k \right) \right |

4. 效果

短時相關圖

 

一幀的短時平均幅差

 

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