改进的自相关函数基音检测算法研究

"一种改进的自相关函数基音检测算法，杨森斌，陈砚圃，李真" 在语音处理领域，基音检测是一项关键任务，它涉及到语音的音调分析和许多语音应用，如语音合成、语音识别以及语音增强。自相关函数是基音检测的一种常用方法，但原始的自相关法存在一些不足，如帧间基音周期跳跃、半频点、倍频点和随机错误点等问题。本文提出了一种改进的自相关函数基音检测算法，以提高基音检测的准确性和鲁棒性。 首先，算法通过分析自相关函数的幅度值来实现清浊音判决。清音和浊音的自相关函数幅度值有明显的区别，这一特性被用来区分语音中的清音和浊音段。仅对浊音段进行基音周期的检测，避免了清音部分的误判，从而提高了基音检测的准确性。 接着，对浊音段进行预处理，采用带通滤波器去除共振峰的影响，中心削波则可以抑制噪声，数值滤波则有助于进一步减少高频噪声。这些预处理步骤确保了后续基音检测的输入信号质量。 在基音检测后端，文章引入了基于搜索的平滑算法来处理基音平滑。该算法能够有效地平滑掉半频点、倍频点和随机错误点。平滑过程中，通过设定连续两帧间的频率差阈值L和间隔一帧的连续两帧间频率差阈值T5，限制基音频率的变化范围，以达到平滑效果。在实验中，选取L=10和T5=25作为合适的阈值。 实验结果显示，与传统的自相关方法相比，该改进算法在基音周期估计的准确性和抗噪能力上有显著提升。即使在低信噪比环境下，也能获得满意的结果，减少了传统自相关方法可能出现的清浊音判决错误。 此外，文章还引用了相关文献，如王宏的SIFT方法改进、张雄伟等人的现代语音处理技术及应用、Rabiner的自相关分析在基音检测中的应用等，这些文献为理解本文提出的算法提供了理论支持。 该改进算法通过结合清浊音判决、预处理和基音平滑等技术，成功提升了自相关函数在基音检测中的性能，尤其在低信噪比环境下的表现。这一成果对于语音处理的研究和应用具有积极的意义。