Комплексный Cepstrum - Оценка основной частоты

Этот пример показывает, как оценить основную частоту говорящего с помощью комплексного cepstrum. Пример также оценивает основную частоту с помощью метода пересечения нулем и сравнивает результаты.

Загрузите речевой сигнал. Запись написана женщиной, которая говорит «MATLAB». Частота дискретизации составляет 7418 Гц. Следующий код загружает сигнал речи, mtlb, и частоту дискретизации, Fs, в рабочую область MATLAB ®.

load mtlb

Используйте спектрограмму для идентификации голосового сегмента для анализа.

segmentlen = 100;
noverlap = 90;
NFFT = 128;

spectrogram(mtlb,segmentlen,noverlap,NFFT,Fs,'yaxis')

Извлеките сегмент от 0,1 до 0,25 секунд для анализа. Извлеченный сегмент соответствует грубо первому гласному ,/и/, в «MATLAB».

dt = 1/Fs;
I0 = round(0.1/dt);
Iend = round(0.25/dt);
x = mtlb(I0:Iend);

Получите комплексный cepstrum.

c = cceps(x);

Выберите временную область значений между 2 и 10 мс, соответствующий частотной области значений приблизительно от 100 до 500 Гц. Идентифицируйте самый высокий пик cepstrum в выбранной области значений. Найдите частоту, соответствующую пику. Используйте пик как оценку основной частоты.

t = 0:dt:length(x)*dt-dt;

trng = t(t>=2e-3 & t<=10e-3);
crng = c(t>=2e-3 & t<=10e-3);

[~,I] = max(crng);

fprintf('Complex cepstrum F0 estimate is %3.2f Hz.\n',1/trng(I))

Complex cepstrum F0 estimate is 239.29 Hz.

Постройте график cepstrum в выбранном временном диапазоне и наложите пик.

plot(trng*1e3,crng)
xlabel('ms')

hold on
plot(trng(I)*1e3,crng(I),'o')
hold off

Используйте детектор пересечения нулем на lowpass-фильтрованной и выпрямленной форме гласного, чтобы оценить основную частоту.

[b0,a0] = butter(2,325/(Fs/2));
xin = abs(x);
xin = filter(b0,a0,xin);
xin = xin-mean(xin);
x2 = zeros(length(xin),1);
x2(1:length(x)-1) = xin(2:length(x));
zc = length(find((xin>0 & x2<0) | (xin<0 & x2>0)));
F0 = 0.5*Fs*zc/length(x);
fprintf('Zero-crossing F0 estimate is %3.2f Hz.\n',F0)

Zero-crossing F0 estimate is 233.27 Hz.

Оценка основной частоты, полученной комплексом cepstrum, составляет 239,29 Гц, а оценка с детектором пересечения нулем - 233,27 Гц.

См. также

cceps | icceps | rceps