变声器设计方案

MATLAB变声器的设计序言跟着生活水平的提升，科技的不停进步，好多人为了娱乐，进而希望改变自己的声音；还有此刻的很多的接见节目为了保护被接见者，都对声音进行了相应的办理。本设计经过编写MATLAB程序，改正有关声音参数，使其频次发生相应的变化，在输出时达到变声。1变声原理在进行性别变声时，主要考虑基音周期、基频和共振峰频次的变化。此中男生、女生和和童声的基频、共振峰的关系如图1所示；基音周期改变时，基频、共振峰同时变化，若伸展既有男变女、女变童，反之亦可。本实验是鉴于男生录制的声音进行有关参数提取，改正靠近于女声，实现男声到女声的变换。人群基频散布（Hz）共振峰频次散布男声[50,180]偏低女声[160,380]中童声[400,1000]偏高图12提取参数鉴于短时自有关法的基音周期估值进行自有关的计算，经过MATLAB编程采纳自有关算法可以实现基音周期的估值，即对语音信号进行低通滤波，而后进行自有关计算。在低通滤波时，采纳巴特沃斯滤波器。建立巴特沃斯低通滤波器依据人的说话特点设定相应指标参数，对本段语音设计算出巴特沃斯模拟滤波器的阶数N为5，3dB截止频次,算出0.175，归一化低通原型系统函数为此中，，．将将带人中，获得低通滤波器，依据设定的滤波器编写MATLAB程序，当信号经过低通滤波器后，对原始信号滤波产生结果如图2所示，低通滤波后，保存基音频次，而后再用2kHz采样频次进行采样，采样序列为x(n)，后进行下一步的自有关计算。.图2语音信号的短时自有关函数定义语音信号的自有关函数以下：此中k为信号延缓点数;为语音信号；N为语音帧长度。经过低通滤波以后，取160个样点数，帧长取10ms，对每帧语音求短时自有关，获得自有关最大点数，自有关函数在基音周期处表现为峰值，这些峰值点之间的间隔的均匀值就是基音周期，进而预计出基音周期，可是因为图中存在野点，编写MATLAB程序除掉野点算出对应基音周期如图3所示，设基音周期值为PT，调换PT，靠近女声，设新的为PT1；图32.2LPC倒谱法提取共振峰经过线性展望剖析获得合成滤波器的系统函数为：H(z)=此中h(n)为冲击响应，为展望系数。下边求h(n)的倒谱(n),第一依据同态剖析方法有，因为H(z)是最小相位的，即在单位圆内是分析的，因此说能够睁开成级数形式，即，就是说的逆变换(n)是存在的，设(0)=0，将式两头同.时对求导，获得：有()()=，令式左右两边Z的各次幂前系数分别相等获得：在本实验中，取展望阶数为10，语音的样点数为160，依据上式可直接从展望系数{}求得倒谱，这个倒谱是依据线性展望模型获得，即称为LPC倒谱。编写MATLAB程序，实现如图4所示，谱的峰值基本上对应于共振峰频次，用GT表示共振峰；改正共振峰，使共振峰靠近女声范围，新的为GT1；图4线性展望语音信号的合成依据线性展望的基本思想，用过去M个样点值来展望此刻或将来的样点值：为展望信号，为展望系数，y(n)为取样信号，展望偏差:这样就能够经过在某个准则下使展望偏差达到最小值的方法来决定独一的一组线性展望参数(i=1,2,?，M).把语音信号的某一帧内的短时均方展望偏差定义为：E{}=E{}为使E{}最小，对求偏导，并令其为零，有：E{[])}=0j=1,。。。,M上式表示采纳最正确展望系数时，展望偏差与过去的样点值正交。因为语音信号的短时安稳性，要分帧办理，关于每一个样点值记为y(n),...,y(n+N-1),这段语音记为Yn。关于语音段Yn，并记,关于语音段Yn,它的自相关函数为：j=1,...,M依据Yule—walker方程，能够解出样值，用这类方法按期地改变激励参数u(n)和展望系数，并使用修悔事后的基因周期和共振峰参数，就能合成出语音，合成语音样本以下：S(n)=为展望系数，G为模型增益，u(n)为激励，合成样本s