[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于字典分類(lèi)的音頻匹配追蹤裝置及其追蹤方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610967738.4
• 申請(qǐng)日: 2016-11-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106653061A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡瑞敏;姜林;胡霞;王曉晨;江游
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)深圳研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G10L25/54
• 分類(lèi)號(hào): G10L25/54
• 代理公司: 廣州高炬知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44376
• 代理人: 孫明科

1.一種基于字典分類(lèi)的音頻匹配追蹤裝置，其特征在于，包括信號(hào)分解單元和信號(hào)重構(gòu)單元，信號(hào)分解單元包括字典建立模塊、信號(hào)分類(lèi)模塊、權(quán)值比較模塊、殘差計(jì)算模塊和閾值控制模塊，信號(hào)重構(gòu)單元包括重構(gòu)系數(shù)提取模塊和信號(hào)合成模塊。

2.一種如權(quán)利要求1所述的基于字典分類(lèi)的音頻匹配追蹤裝置的追蹤方法，其特征在于，包括信號(hào)分解方法和信號(hào)重構(gòu)方法；所述信號(hào)分解方法的具體步驟如下：

步驟一，根據(jù)不同處理信號(hào)類(lèi)型選擇對(duì)應(yīng)的稀疏字典；

步驟二，判斷待處理信號(hào)的類(lèi)型，根據(jù)其類(lèi)型選擇與之相適應(yīng)的稀疏字典，對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)預(yù)處理，計(jì)算其與步驟一中所建立的稀疏字典的匹配度；

步驟三，將步驟二中得出的稀疏字典記為D，為求各字典中各原子在待處理信號(hào)上的權(quán)重系數(shù)，將稀疏字典中的原子依次與待處理信號(hào)做內(nèi)積，計(jì)算內(nèi)積絕對(duì)值的最大值；

步驟四，由步驟三可得待處理信號(hào)在字典中最大原子處的分量，則此次迭代后信號(hào)殘差為信號(hào)與該分量的矢量差值，同時(shí)在稀疏系數(shù)矢量中記錄更新的稀疏系數(shù)；

步驟五，匹配追蹤算法處理信號(hào)是通過(guò)累計(jì)迭代，將原始信號(hào)表示成權(quán)重與對(duì)應(yīng)原子相乘的疊加與殘差之和，當(dāng)信號(hào)殘差減少至一定值時(shí)可以終止迭代，該一定值可由迭代次數(shù)和信噪比共同決定；

所述信號(hào)重構(gòu)方法的具體步驟如下：

步驟一，從稀疏系數(shù)碼流中提取重構(gòu)信號(hào)要使用到的原子權(quán)重、原子標(biāo)號(hào)和所用字典類(lèi)型標(biāo)號(hào)；

步驟二，根據(jù)字典類(lèi)型標(biāo)號(hào)確定編碼時(shí)采用稀疏字典類(lèi)型，將步驟一中所得原子權(quán)重與其對(duì)應(yīng)稀疏字典中的原子做乘積，并依次累加，得輸出信號(hào)為此次匹配追蹤算法最終對(duì)原始信號(hào)的擬合信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于字典分類(lèi)的音頻匹配追蹤裝置的追蹤方法，其特征在于，信號(hào)分解方法中步驟二計(jì)算待處理信號(hào)與步驟一中所建立的稀疏字典的匹配度的具體計(jì)算步驟如下：計(jì)算待處理信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻域值，將待處理信號(hào)的時(shí)域值與頻域值分別歸一化后劃分成j個(gè)長(zhǎng)度為a的小段(a≤N/2)，再計(jì)算各小段的能量值，a個(gè)連續(xù)樣本的能量值可近似計(jì)算式如下：分別計(jì)算時(shí)頻域能量的和的兩倍，并比較其大小，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于字典分類(lèi)的音頻匹配追蹤裝置的追蹤方法，其特征在于，信號(hào)分解方法中步驟三所述的內(nèi)積絕對(duì)值最大值的計(jì)算公式為：i_opt∈[1,M]為字典中原子標(biāo)號(hào)，為各原子與S的內(nèi)積值，為字典中原子在S上的最大權(quán)重系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于字典分類(lèi)的音頻匹配追蹤裝置的追蹤方法，其特征在于，信號(hào)分解方法中步驟五中所述的信噪比簡(jiǎn)化計(jì)算公式為：S為稀疏表示處理前的原始信號(hào)幅度值，S′為此次稀疏表示恢復(fù)后的信號(hào)幅度值。