數(shù)字變聲器方案對(duì)策

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1、基于FFT算法的數(shù)字變聲器201242216河北北方學(xué)院宣化教學(xué)部河北宣化075100【摘要】本數(shù)字變聲器是實(shí)現(xiàn)男聲變女聲和女聲變男聲以及變成童聲的系統(tǒng)。設(shè)計(jì)本數(shù)字變聲器的目的是鍛煉自己的學(xué)習(xí)實(shí)踐能力。通過matlab編寫程序修改語音參數(shù)來實(shí)現(xiàn)男聲女聲之間的變換。【關(guān)鍵詞】變音算法數(shù)字濾波器語音信號(hào)數(shù)字濾波器頻譜分析MATLAB1引言變聲器在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用廣泛，變聲器是通過改變輸入音頻的音色、音調(diào)，并將變聲后的音頻輸出的工具。根據(jù)變聲器材質(zhì)不同，變聲器分為變聲器硬件和變聲器軟件。變聲器硬件，即通過硬件實(shí)現(xiàn)變聲的工具；變聲器

2、軟件，即通過軟件實(shí)現(xiàn)變聲的工具，軟件類變聲器，運(yùn)行平臺(tái)皆為電腦系統(tǒng)。無論是硬件變聲器，還是軟件變聲器，其原理都是，通過改變輸入聲音頻率，進(jìn)而改變聲音的音色、音調(diào)，使輸出聲音在感官上與原聲音不同。我們每個(gè)人的聲音不同，源于我們的每個(gè)人的音色和音調(diào)不同，我們所說的男中音、男高音，就是音調(diào)的不同，而即便音調(diào)一致，我們依然能區(qū)分出兩個(gè)不同人的聲音，或不同樂器的聲音，這就是音色的不同。變聲器，正是借助對(duì)聲音音色和音調(diào)的雙重復(fù)合改變，實(shí)現(xiàn)輸出聲音的改變。我們這里的變聲器就是matlab來實(shí)現(xiàn)變聲。2數(shù)字變聲器的原理和算法發(fā)音方法，發(fā)音

3、時(shí)，喉頭、口腔、鼻腔節(jié)制氣流的方式和狀態(tài)，包括發(fā)音時(shí)構(gòu)成阻礙和克服阻礙的方式，氣流強(qiáng)弱的情況及聲帶是否振動(dòng)等幾個(gè)方面。人類語音可分為有380聲語音和無聲語音，前者是由聲帶振動(dòng)激勵(lì)的脈沖信號(hào)經(jīng)聲腔調(diào)制變成不同的音，它是人類語言中元音的基礎(chǔ)，聲帶振動(dòng)的頻率稱為基頻。無聲語音則是聲帶保持開啟狀態(tài)，禁止振動(dòng)引發(fā)的。一般來說，由聲門振動(dòng)決定的基頻跟說話人的性別特征有關(guān)，如下表，而無聲語音則沒有體現(xiàn)這個(gè)特征。說話人的個(gè)性化音色和語音的另外一個(gè)聲學(xué)參數(shù)——共振峰頻率的分布有關(guān)。兒童由于聲道短，其共振峰頻率高于成年人，成年女性的聲道一般短

4、于成年男性，所以女性的共振峰頻率一般高于男性。本實(shí)驗(yàn)是基于男生錄制的聲音進(jìn)行相關(guān)參數(shù)提取，修改接近于女聲、童聲、老人聲，并實(shí)現(xiàn)了音調(diào)的高低與速度的快慢1.變聲原理　　在進(jìn)行性別變聲時(shí)，主要考慮基音周期、基頻和共振峰頻率的變化?；糁芷诟淖儠r(shí)，基頻、共振峰同時(shí)變化，若伸展既有男變女、女變童，反之亦可。本實(shí)驗(yàn)是基于男生錄制的聲音進(jìn)行相關(guān)參數(shù)提取，修改接近于女聲，實(shí)現(xiàn)男聲到女聲的變換?！褚舳翁卣鳎好枋龅氖钦Z音的音色特征。特征參數(shù)主要包括基音頻率、共振峰位置、共振峰帶寬、基音頻率、能量等?！癯舳翁卣鳎好枋龅氖钦Z音的韻律特征。特征

5、參數(shù)主要包括因素的時(shí)長、基音頻率的變化（音調(diào)）、能量等●語言特征：包括習(xí)慣用語、方言、口音等?；羰侵赴l(fā)濁音時(shí)聲帶振動(dòng)所引起的周期性，而基音周期是指聲帶振動(dòng)頻率的倒數(shù)?；糁芷谑钦Z音信號(hào)最重要的參數(shù)之一，它描述了語音激勵(lì)源的一個(gè)重要特征。不同的人以及同一個(gè)人在不同的年齡時(shí)期有不同的基音周期。人唱歌時(shí)，其基音頻率范圍大約是：童聲高音頻率范圍為260-880Hz，低音頻率范圍為196-700Hz，女聲高音頻率范圍為220-1.1KHz,低音頻率范圍為200-700Hz，男聲高音頻率范圍為160-523Hz低音頻率范圍為80-3

6、58Hz。此外，基音的變化模式稱為聲調(diào)，它攜帶著非常重要的具有辨意作用的信息。先就如何實(shí)時(shí)地通過基音頻率的變化來實(shí)現(xiàn)語聲變聲，進(jìn)行討論，Matlab實(shí)現(xiàn)算法。...男聲基頻分布（hz）：50~180共振峰頻率分布：偏低人群女聲基頻分布（hz）：160~380共振峰頻率分布：中提取參數(shù)　?。?）語音時(shí)變傅里葉變換為：在低通濾波時(shí)，采用巴特沃斯濾波器。（2）構(gòu)建巴特沃斯低通濾波器　　根據(jù)人的說話特征設(shè)定相應(yīng)指標(biāo)參數(shù)，對(duì)本段語音設(shè)計(jì)算出巴特沃斯模擬濾波器的階數(shù)，截止頻率，歸一化低通原型系統(tǒng)函數(shù)?！”径握Z音設(shè)計(jì)算出巴特沃斯模擬濾波

7、器的階數(shù)N為5，3dB截止頻率,,算出為0.175，歸一化低通原型系統(tǒng)函數(shù)為：其中將帶人中，得到低通濾波器，...各種理想數(shù)字濾波器的幅度頻率響應(yīng)流程圖3數(shù)字變聲器的軟件實(shí)現(xiàn)與仿真結(jié)果代碼部分選擇音頻文件...[filename,pathname]=uigetfile({'*.wav','ALLFILES'},'selectvoicefile');ifisequal([filenamepathname],[0,0])return;endstr=[pathnamefilename];[temp,Fs]=audioread(s

8、tr);temp1=resample(temp,80,441);handles.y1=temp;handles.y=temp1;handles.Fs=Fs;guidata(hObject,handles);原音播放c=handles.Fs;sound(handles.y1,c);plot(handles