[發明專利]基于殘差信號頻譜重構的聲碼器

有效

• 申請號: 201210253946.X
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102750955A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 陶建華;溫正棋
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G10L19/12
• 分類號: G10L19/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種基于殘差信號頻譜重構的聲碼器，包括：

參數提取模塊，用于接收待分析的語音數據、加窗分幀、計算基頻參數和頻譜參數；

逆濾波模塊，與所述參數提取模塊相連接，用于根據所述頻譜參數設計逆濾波器對所述語音數據逆濾波，獲得逆濾波后的殘差信號；

周期信號支路，與所述逆濾波模塊相連接，用于根據所述基頻參數和逆濾波后的殘差信號，生成周期激勵信號；

非周期信號支路，與所述逆濾波模塊相連接，用于根據所述基頻參數和逆濾波后的殘差信號，生成非周期激勵信號；以及

參數語音合成器模塊，與所述周期信號支路和非周期信號支路相連接，用于根據所述周期頻譜參數、周期激勵信號和非周期激勵信號，調用語音合成器合成語音。

2.根據權利要求1所述的基于殘差信號頻譜重構的聲碼器，其中，所述周期信號支路包括：

周期頻譜估計模塊，與所述逆濾波模塊相連接，用于根據所述基頻參數和逆濾波后的殘差信號，計算周期頻譜參數；

周期激勵生成模塊，與所述周期頻譜估計模塊相連接，用于根據所述基頻參數和周期頻譜參數，構建一個周期的頻譜，通過逆傅里葉變換生成周期激勵信號。

3.根據權利要求2所述的基于殘差信號頻譜重構的聲碼器，其中，所述周期頻譜估計模塊包括：

頻譜計算子模塊，與所述逆濾波模塊相連接，用于根據所述逆濾波后的殘差信號，加窗分幀進行傅里葉分析得到頻譜幅度值向量；

子帶劃分子模塊，與所述頻譜計算模塊相連接，用于根據所述頻譜幅度值向量的頻率值提取周期頻譜；

歸一化子模塊，與所述子帶劃分模塊相連接，用于根據所述周期頻譜，進行能量和長度的歸一化；

主成分分解子模塊，與所述歸一化模塊相連接，用于根據所述歸一?化周期頻譜，通過主成分分解進行降維。

4.根據權利要求3所述的基于殘差信號頻譜重構的聲碼器，其中，

所述頻譜計算子模塊，用于采用兩個周期長度為幀長來對逆濾波后的殘差信號加窗分幀。

5.根據權利要求3所述的基于殘差信號頻譜重構的聲碼器，其中，

所述子帶劃分子模塊，用于采用以下公式，根據頻譜幅度值向量的頻率值提取頻譜幅度值向量的頻率：

N＝2*f_s/f₀

f_k＝f_s*k/N＝f_s*k/(2*f_s/f₀)＝f₀*k/2

其中，N為傅里葉分析的長度，f_s為語音信號的采樣頻率，f₀為該幀語音信號的基頻，k為樣點，f_k為對應樣點的頻率。

6.根據權利要求3所述的基于殘差信號頻譜重構的聲碼器，其中，

所述歸一化子模塊中，用于采用以下公式定義歸一化后的周期頻譜長度；

其中，P_norm為歸一化后的周期長度，P_min為最小周期長度，P_max為最大周期長度，i_p為對應基頻值的數目。

7.根據權利要求2所述的基于殘差信號頻譜重構的聲碼器，其中，所述周期激勵生成模塊包括：

周期頻譜重構子模塊，與所述周期頻譜估計模塊相連接，用于根據周期頻譜參數，由主成分重構方法重構出周期頻譜；

周期激勵生成子模塊，與周期頻譜重構模塊相連接，用于根據基頻和重構出的周期頻譜提取單個周期長度的頻譜，采用逆傅里葉變換生成單個周期的周期激勵信號，通過同步疊加生成周期激勵信號。

8.根據權利要求7所述的基于殘差信號頻譜重構的聲碼器，其中，

所述周期頻譜重構模塊，用于采用以下公式根據周期頻譜參數進行主成分重構：?

X＝YV^T

其中，Y為周期頻譜參數，V^T為主成分分解后特征向量的轉置，X為重構出的周期頻譜。