[發明專利]一種基音檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 202010907190.0
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112201279A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 楊曉云
• 申請（專利權）人: 北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司
• 主分類號: G10L25/90
• 分類號: G10L25/90;G10L25/06
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;任佳

本公開涉及一種基音檢測方法及裝置。該方法包括如下步驟：獲取語音采集裝置發送的多幀語音數據，并對每一幀語音數據進行解碼和預處理；分別計算經預處理的每一幀語音數據的基音檢測核心函數，得到相應的基音檢測核心函數曲線；根據每一幀語音數據的基音檢測核心函數曲線，得到每一幀語音數據的基音周期；根據當前幀語音數據的基音周期閾值，驗證該幀語音數據的基音檢測是否有效。該方法有效地抑制了共振峰的影響，在低信噪比環境下能有效檢測到基音周期，更準確地定位基音周期的位置，從而提高了基音檢測精度，并解決傳統的時域基音檢測方法準確度較差的問題。此外，在實際運用中能夠較好地滿足語音信號處理對基音檢測的要求，從而提高了語音信號處理的性能。

技術領域

本公開涉及一種基音檢測方法，同時也涉及實現該方法的基音檢測裝置，屬于語音信號處理技術領域。

背景技術

語音信號的基音周期是描述激勵源的重要特征參數之一。準確的檢測語音信號的基音周期對高質量的語音分析與合成、語音壓縮編碼、語音識別等具有重要意義。但是，由于聲道的易變性及聲道特征因人而異，而基音的范圍又很寬，即使是同一個人在不同情態下發音的基音周期也不相同，加之基音周期還受到單次發音音調的影響，因而基音周期的精確檢測實際是一件比較困難的事情。

基音周期檢測方法主要有兩類：時域法和頻域法。由于時域法比較直觀且運算量小，故在實際項目應用中通常選用時域法。現有的時域基音周期檢測方法有兩種：分別為ACF(Auto Correlation Function，自相關函數)方法和AMDF(Average MagnitudeDifference Function，平均幅度差函數)方法。

自相關函數方法是計算語音信號的自相關函數，通過ACF曲線在基音周期整數倍位置存在較大峰值來估計基音。從估計基音周期的角度來看，短時自相關函數所包含的信息許多是多余的，真正能反映基音周期性的只是少數幾個峰，其余的大多數峰都是由于聲道的諧振特性引起的。而通常情況下，基波分量往往不是最強的分量，豐富的諧波成分使語音信號的波形變得非常復雜，給基音檢測帶來了困難，經常發生基頻估計結果為其實際基音頻率的二次倍頻或二次分頻的情況。

平均幅度差函數方法是計算語音信號的平均幅度差函數，通過AMDF曲線在基音周期整數倍處出現谷值來估計基音。當語音信號的變化比較平緩時，ADMF方法進行基音周期估計可以得到較高的估計，即精度和可靠性，所需計算量比較小，但是當語音信號的幅度或頻率變化較快時，即在語音環境較惡劣、信噪比較低時，基因檢測結果的準確程度下降較快，難以讓人滿意。

發明內容

本公開所要解決的首要技術問題在于提供一種基音檢測方法。

本公開所要解決的另一技術問題在于提供一種基音檢測裝置。

為了實現上述目的，本公開采用下述技術方案：

根據本公開實施例的第一方面，提供一種基音檢測方法，包括如下步驟：

獲取語音采集裝置發送的多幀語音數據，并對每一幀語音數據進行解碼和預處理；

分別計算經預處理的每一幀語音數據的基音檢測核心函數，得到相應的基音檢測核心函數曲線；

根據每一幀語音數據的基音檢測核心函數曲線，得到每一幀語音數據的基音周期；

根據當前幀語音數據的基音周期閾值，驗證該幀語音數據的基音檢測是否有效。

其中較優地，對所述語音采集裝置實時采集的連續語音信號按照預設時間段進行分幀并分別進行編碼，得到所述多幀語音數據。

其中較優地，對每一幀語音數據進行預處理包括采用自相關的自適應語音增強算法抑制語音信號中的高斯白噪聲和采用線性相位低通濾波器濾除語音信號中的高次諧波分量。

其中較優地，分別計算經預處理的所述每一幀語音數據的基音檢測核心函數的過程為：