实验三语音信号的基音周期提取

一、             实验目的

1、熟练运用MATLAB软件的运用，学习通过MATLAB软件编程来进行语音信号的基因周期提取。

2、掌握语音信号的基音周期提取的方法，实现其中一种基频提取方法。

3、学会用自相关法进行语音信号的基因检测。

二、             实验仪器设备及软件

MATLAB

三、             实验原理

浊音信号的自相关函数在基因周期的整数倍位置上出现峰值，而清音的自相关函数没有明显的峰值出现。因此检测自相关函数是否有峰值就可以判断是清音还是浊音，而峰-峰值之间对应的就是基音周期。

影响从自相关函数中正确提取基音周期的最主要原因是声道响应。当基音的周期性和共振峰的周期性混在一起时，被检测出来的峰值可能会偏离原来峰值的真实位置。另外，在某些浊音中，第一共振频率可能会等于或低于基音频率。此时，如果其幅度很高，它就可能在自相关函数中产生一个峰值，而该峰值又可以同基音频率的峰值相比拟。

1、自相关函数

对于离散的语音信号x(n)，它的自相关函数定义为：

R(k)=Σx(n)x(n-k)，

如果信号x(n))具有周期性，那么它的自相关函数也具有周期性，而且周期与信号x(n)

的周期性相同。自相关函数提供了一种获取周期信号周期的方法。在周期信号周期的整数倍上，它的自相关函数可以达到最大值，因此可以不考虑起始时间，而从自相关函数的第一个最大值的位置估计出信号的基音周期，这使自相关函数成为信号基音周期估计的一种工具。

 2、短时自相关函数

语音信号是非平稳的信号，所以对信号的处理都使用短时自相关函数。短时自相关函数是在信号的第N个样本点附近用短时窗截取一段信号，做自相关计算所得的结果

Rm(k)=Σx(n)x(n-k)

式中，n表示窗函数是从第n点开始加入。

3、算法

通过对自相关基音检测原理的分析,考虑到检测准确度和检测速率2方面的因素,提出了算法实现方案,并对算法进行了Matlab编程实现。算法包含6个功能模块:带通滤波、取样、分帧、短时能量分析、相关运算、基音检测。

语音信号

 

图2.1 基音检测框图

四、实验步骤及程序

（1）实验步骤

1、取一段录音作为音频样本。

2、对样本音频进行采样。

3、对采样后样本音频进行分帧。

4、对每一帧求短时自相关函数

5、算出对应周期。

6、进行带通滤波去除野点。

（2）语音信号基音周期提取的程序流程图：

 

 

图2.2 语音信号基音周期提取的程序流程图

（3）实验源程序

function pitch

 x=wavread('1.wav');%读取声音文件

 figure(1);

 stem(x,'.');                   %显示声音信号的波形

 n=160;                         %取20ms的声音片段，即160个样点

 for m=1:length(x)/n;           %对每一帧求短时自相关函数

      for k=1:n;

          Rm(k)=0;

          for i=(k+1):n;

              Rm(k)=Rm(k)+x(i+(m-1)*n)*x(i-k+(m-1)*n);

          end

      end

      p=Rm(10:n);                %防止误判，去掉前边10个数值较大的点

        

      [Rmax,N(m)]=max(p);        %读取第一个自相关函数的最大点

 end                            %补回前边去掉的10个点

  N=N+10;

 T=N/8;                         %算出对应的周期

     

 figure(2);stem(T,'.');axis([0 length(T) 0 10]);

 xlabel('帧数(n)');ylabel('周期(ms)');title('各帧基音周期');

   

 T1= medfilt1(T,5);             %去除野点

 figure(3);stem(T1,'.');axis([0 length(T1) 0 10]);

  xlabel('帧数(n)');ylabel('周期(ms)');title('各帧基音周期');

五、             实验结果与分析

图2.3 样本语音原始图像

图2.4滤波前各帧基音周期

图2.5滤波后各帧基音周期

通过图像可以清楚地看出每一帧对应的基音周期，实验效果比较理想，达到了预期目标。实验中取了16000个点进行分析，每20ms的声音片段进行采样，然后对每一帧进行自相关分析得到对应的基音周期，但是存在开始的几个点的值比第一个周期的峰值还大的情况，因此无法正确提取出第一个峰值对应的点，所以经过滤波后得到比较理想的基音周期图像。

六、实验体会

通过本次实验是我更加理解短时自相关函数法进行基音检测的原理，短时自相关函数法基音检测的主要原理是通过比较原始信号和它移位后的信号之间的类似性来确定基音周期,如果移位距离等于基音周期,那么两个信号具有最大类似性。基于自相关函数的算法是基音周期估计的常用方法,特别适用于噪声环境下的基音提取。自相关函数在基音周期处表现为峰值,相邻两个峰值之间的间隔即为一个基音周期。

第二篇：语音实践心得

语

音

实

训

感

想

姓名：XXX

班级：XXXX

学号：XXXX

指导老师：XX XX

近期系里组织开展了语音实训，这次实训让我受益匪浅。通过这次语音实训，我对自己的口语有了更加深入的认识，对我以后英语学习有很大的引导。

实训内容主要是模拟一次商务谈判。本次实训有利于学生更加重视英语口语训练并掌握口语表达的有效技能，使我们进一步强化英语口能力以适应职业的需要，从而培养较强的商务英语口语实际交际能力。实训内容分为：撰稿，脱稿表演，录音等多个环节。此次实训是以小组为单位开展的，五人一组，分为两个公司进行谈判。小组内任务分工以后，首先开始撰稿。其中需要搜集资料，查找专业术语，更重要的是体现商务谈判的技能技巧，小组成员相互讨论探讨，最终敲定了剧本。第二，就是指导老师对剧本的指导与修改，指导老师对我们进行面对面的指导，纠正我们剧本当中不合适的地方，之后还对我们的发音进行了矫正。第三，剧本修改过后，我们有短时间的熟练与记忆，之后进行脱稿表演，指导老师在我们表演过后进行了点评。第四，小组录音。实训短暂，时间有限，但是它对我们的学习的提高有着很大的作用。

第一部分撰写剧本，训练了我们用英语表达自己观点的能力，培养在特定的商务情况下进行连贯得体的交流。从谈判前的人员分工，搜集相应的资料，模拟谈判的训练，都锻炼了我们组各个成员的动手能力，沟通技巧，组织能力等，同时也增进了成员之间的团结合作意识。在之前，我们组就开始讨论这次谈判的具体事宜，我们都表示这

次谈判需要系统的规划，搜集详细的资料，明确各成员的责任分工，要一同编写谈判剧本，我们把从网上搜集的资料进行汇总，我们上上下下修改好多次，每次排练过程我们都积极讨论修改的地方，从实际出发力求材料真实可信符合事实。虽然这次模拟谈判，却让我们感受到了谈判的气氛，在谈判过程中我们扮演不同的角色，代表不同公司，当我们为了各自公司利益争执不下，不肯相让时，相信我们都进入了角色，这让我们体会到了真实谈判的感觉，而锻炼了我们在谈判中实际能力，如何保持头脑清醒，思维敏捷，不落入对方的圈套，这样才能在谈判中保持主动，另外在谈判中也要不断转变思路从而使谈判想自己有利的方向转变，同时在谈判中也要学会缓和气氛，打破僵局，有利于谈判的继续进行。当然在此次谈判中也暴露了很多缺点，在进行此次谈判的过程过程中我们发现我们的知识面太过于狭窄，对一些商业的专有名词不了解，对一些商务礼仪也不太懂。在这次实训中，我们学到了很多东西，一集体利益为重，团结作战，不论做何种决定，没有团队的合作，一个人的能力很难完成。首先要取得队友的支持，倾听并考虑队友的意见与建议，不要擅自做主。在谈判中要采取灵活的谈判方式，软硬兼施，必要时采取强硬态度。

第二部分，商务谈判中重点考察语音语调的正确性。语音学习的模仿的关键在精不在多，资料的选择不必很多，关键在于把所选资料每一篇都听熟读透。我们经常都会感到听力能力不过关，都是由于对手头的精听资料重复遍数不够造成的。精听的关键在于重复，而跟读模仿要做到惟妙惟肖，就必须进行大量的重复，反复揣摩，耐心细致

地朗读。这样我们就把听和说有机地结合在一起。 另外，发音练习的过程中一定要注意对速度的控制。把音发清楚是第一位的，因为这是一切发音技巧能够正确使用的前提。很多时候我们会一味图快，而忽略了声音清楚的前提，最后使所讲的英文让别人听不清楚，白白浪费了大量的精力去练习。因此我们练习的原则是宁可慢不可快，为了发音清楚，一切其他技巧都是可以延后再练的。 最后，练习过程中一定要注意对各种发音变化现象的总结归纳。语音知识在口语和听力中的运用是感性化的，也就是说所有的语音知识都是听力经验在头脑当中的反应，我们想要巩固所学的语音知识，就必须把所学的内容放到听力练习当中去验证。所以，我们不要忽视发音的纠正练习，因为我们所得到的绝不仅仅是发音的改变，而听力能够得到的好处恐怕是我们想象不到的。在经过这次实训及老师的指导下，我们领悟到了很多。我们一定要动口，绝对不要只听不练，否则就是做无用功；要反复地练习。刚开始的时候我们可能发现学了就忘，其实这是很正常的事，别泄气，我们要做的就是反复学习。多学几遍自然就记住了。英语是一种典型以重音计时的语言,节奏是英语话语的显著特征之一.英语的词重音、语句重音与英语话语节奏密切相关,重音模式影响话语的交际效果.文章分析了英语词重音、句重音模式及话语节奏,以提高我们学习英语语音的效率,同时也培养我们的交际能力。语音语调的训练很重要，我们用英语进行对话的时候，可以从语音语调来判断个人的英语能力，因此在语音语调方面要加强练习。通过多听广播、看电影等等途径来锻炼，并且要经常多说，以达更好的效果。 通过

这几天的实训，我学到了很多，感觉自己在语音的发音、节奏、语调上都有很大的进步。当然这之中肯定存在着些许问题，有些音标的发音还是会出错，没有达到很标准的水平。语音语调也还需要多多改进。我想，在以后的学习中还要更多的复习这方面的只是，加强锻炼，每天抽空来培养语音，多听些英语广播，看些电影，和同学进行模拟对话，等等。我相信，我的语音水平会越来越好的。在本次的语音实训中，我深刻认识到了学习语音的重要性。作为一个英语专业的学生，首先就应该要把语音给学好，这对我们学习英语来说，其重要性是不言而喻的。因此，在以后的学习生活中，我们还是要多多锻炼这方面的知识，从而使我们的英语学习得到更大的提高。

短暂的实训结束了，但它给了我们很大的帮助，给我们提供了一定的平台可以把所学知识得以运用，有一个锻炼的机会。也让我们更加清楚地意识到自己的不足，从而改进，提高我们的英语水平。在这次实训当中，老师耐心的辅导，给了我们很多有用的方法建议。我希望以后能有更多这样的机会。

一位的，