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[發明專利]一種基于語音幀間動態信息提高語音識別魯棒性的方法有效

專利信息
申請號: 201410281239.0 申請日: 2014-06-20
公開(公告)號: CN104064197B 公開(公告)日: 2017-05-17
發明(設計)人: 劉明;王明江 申請(專利權)人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
主分類號: G10L25/24 分類號: G10L25/24;G10L25/87
代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248 代理人: 陳本發,劉顯揚
地址: 518000 廣東省深*** 國省代碼: 廣東;44
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 基于 語音 動態 信息 提高 識別 魯棒性 方法
【權利要求書】:

1.一種基于語音幀間動態信息提高語音識別魯棒性的方法,其特征在于:所述方法引入不同語音幀之間的相關性,選擇梅爾倒譜系數(MFCC)進行大規模孤立詞語音識別,對噪聲環境下的語音采用人耳聽覺機制的計算聽覺場景分析(CASA)方法消除噪聲,包括以下步驟:

A.對采集的語音進行分幀,幀長25ms,幀間重疊10ms,每幀400個點;

B.采用CASA方法消除噪聲,具體為:

采用如下公式分別計算噪聲譜的包絡envN(i,j)和語音譜的包絡envS(i,j):

<mrow><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>v</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mo>|</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mrow><mi>N</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><msup><mi>x</mi><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>)</mo></mrow><mo>|</mo></mrow>

其中xi,j(n)表示第i幀中第j個頻率上的第n個采樣值,N=400;純凈語音信號的計算方法如下:

<mrow><mi>c</mi><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>I</mi></munderover><mi>ln</mi><mo>&lsqb;</mo><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>v</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&rsqb;</mo><mi>cos</mi><mo>&lsqb;</mo><mfrac><mi>n</mi><mi>&pi;</mi></mfrac><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>-</mo><mn>0.5</mn><mo>)</mo></mrow><mo>&rsqb;</mo></mrow>

其中c(n,i)表示第i幀的第n個經過噪聲分離后的采樣值,I表示所有的語音幀數;

C.采用如下6個過程將去噪后的語音進行處理,得到梅爾倒譜系數ct(n),t代表第t幀:

(1)加入漢明窗來減小幀起始處和結束處的信號的不連續性;

(2)對每一幀進行語音端點檢測,得到有用的語音幀;

(3)對每一幀語音幀進行512點的FFT變換;

(4)FFT變換后的語音信號在頻域上進行梅爾倒譜變換;

(5)經梅爾變換后的語音數據取對數能量;

(6)進行余弦離散變換后,再進行歸一化計算得到ct(n);

D.前后幀提取的特征向量的差值,作為一組參數代表語音幀間的動態信息,補充到MFCC參數中,計算幀間動態信息所采用的公式為如下:

<mrow><mo>&dtri;</mo><msub><mi>C</mi><mi>t</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfenced open = "{" close = ""><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>C</mi><mi>t</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><mn>0</mn><mo>&le;</mo><mi>t</mi><mo>&lt;</mo><mi>T</mi><mo>,</mo><mn>0</mn><mo>&le;</mo><mi>n</mi><mo>&le;</mo><mn>14</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>C</mi><mi>T</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub><mi>C</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mi>T</mi><mo>,</mo><mn>0</mn><mo>&le;</mo><mi>n</mi><mo>&le;</mo><mn>14</mn></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>

其中,T為一個孤立詞中的有效語音幀數,t代表第t幀,n代表第t幀中的第n個MFCC參數。

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