Teza doctorat (pdf) - Universitatea Tehnică
Teza doctorat (pdf) - Universitatea Tehnică Teza doctorat (pdf) - Universitatea Tehnică
4.8.4.1. Calculul distanţei dintre două seturi de coeficienţi fonematici 138 Cap. 4. Analiza semnalului vocal Există mai multe metode de calcul a distanţei dintre două seturi de coeficienţi asociaţi unor cadre de semnal. Astfel, pentru două seturi de vectori X={x1, x2, …, xp} şi Y={y1, y2, …, yp}, putem calcula distanţele [Web02]: Distanţa Euclidiană: (4.77) Distanţa Manhattan: (4.78) Distanţa Cebîşev: (4.79) Distanţa Minkovski: (4.80) Toate aceste distanţe se calculează pe baza diferenţei coeficienţilor corespunzători din cei doi vectori. Totuşi, pentru două seturi de coeficienţi Fourier este mult mai adecvat calculul pe baza rapoartelor de coeficienţi decât pe baza diferenţelor. Acest fapt este simplu de observat în cazul a două cadre de semnal de aceeaşi formă dar de amplitudine diferită (de exemplu o aceeaşi vocală rostită cu intensităţi diferite). În acest caz cele două seturi de coeficienţi Fourier sunt asemenea şi se obţin unul din altul prin aplicarea unui factor de multiplicare proporţional cu raportul intensităţilor celor două forme de semnal. Ca urmare, s-a urmărit calcularea unei distanţe între două seturi de coeficienţi Fourier a={a1, a2, …,an} şi b={b1, b2, …,bn} între care se calculează un raport r, distanţă notată cu E(a,b,r). Acestă distanţă are rol de eroare pătratică minimă şi respectă proprietăţile: P1. E(a,b,r)= E(b,a,1/r) P2. E(a,a,1)=0 (4.81) P3. E(a,ra,r)=0 P4. E(a,b,r)= E(na,mb,(m/n)r) Proprietatea P1 reprezintă proprietatea de comutativitate a distanţei. Proprietatea P2 statuează faptul că distanţa E calculată asupra aceluiaşi vector este nulă. P3 este proprietatea de scalare a unui vector: distanţa dintre un vector şi vectorul scalat cu un raport r este nulă. P4 este proprietatea de scalare generalizată: distanţa dintre doi vectori având raportul r este aceeaşi cu distanţa dintre vectorii scalaţi cu factorii n, respectiv m, raportul modificându-se proporţional cu factorii de scalare. S-a luat următoarea formulă de calcul pentru distanţa E bazată pe raportul r dintre vectorii a şi b : 2 a i bi 1 E( a, b, r) r (4.82) i1 , nb i ai r Se observă că distanţa definită de relaţia (4.82) respectă condiţiile P1 ... P4 din (4.81). În continuare se urmăreşte calculul raportului r astfel încât distanţa E (cu rol de eroare pătratică) să fie minimă.
Dacă notăm sau, explicitând suma: a a a 1 2 n p1 , p 2 , …, p n , atunci relaţia (4.82) devine: b1 b2 bn 139 2 Cap. 4. Analiza semnalului vocal 1 E( a, b, r) p ir (4.83) i1 , n pi r 2 2 2 2 1 1 1 1 E( a, b, r) ( p1 p 2 ... p n ) r ( ... ) 2 n (4.84) 2 2 2 2 p p p r dE Punând condiţia ca E să fie minimă, avem 0 , adică: dr 2 2 2 1 1 1 1 2( p1 p 2 ... p n ) r 2 ( ... ) 0 2 2 2 3 p p p r Rezultă valoarea lui r care minimizează distanţa E: Sau dacă notăm r 4 2 1 2 1 2 2 2 2 1 2 1 2 n 2 n 2 n n (4.85) 1 1 1 ... p p p (4.86) p p ... p 1 1 1 I ... şi p p p 2 1 2 2 r I S 2 n S p p p , atunci: 2 2 2 1 2 ... n 2 (4.87) Din (4.87), expresia lui E devine: 2 1 E ( a , b, r ) Sr I 2 n (4.88) 2 r Înlocuind pe (4.87) în (4.88), obţinem distanţa minimă dintre a şi b în funcţie de r: E r ( a , b ) 2 ( IS n ) (4.89) min, Astfel putem alege expresia distanţei dintre a şi b: E ( a, b) IS n 1 expresie ce are proprietatea: ( E ( a, b)) 0 , sau: min 1 a, b (4.90) E2 ( a, b) IS , cu min( E2 ( a, b)) n . (4.91) a, b De aici obţinem valoarea distanţei pătratice minime în raport cu r dintre vectorii a şi b: 2 IS , unde min( E( a, b)) 0 a, b E ( a , b ) n . (4.92)
- Page 106 and 107: 3. Regiune de tip vocală sonoră (
- Page 108 and 109: 90 Cap. 4. Analiza semnalului vocal
- Page 110 and 111: 92 Cap. 4. Analiza semnalului vocal
- Page 112 and 113: 4.4.2.3.1. Detectarea subregiunilor
- Page 114 and 115: 96 Cap. 4. Analiza semnalului vocal
- Page 116 and 117: 4.4.2.5. Detectarea categoriei Tran
- Page 118 and 119: Detectorul regiunii tranzitorii den
- Page 120 and 121: 102 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 122 and 123: Algoritmul de compactare în acest
- Page 124 and 125: 106 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 126 and 127: 108 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 128 and 129: 110 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 130 and 131: Punctul pivot se determină conform
- Page 132 and 133: 4.6.1.3. Detectarea maximelor de pe
- Page 134 and 135: 116 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 136 and 137: 118 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 138 and 139: 120 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 140 and 141: 4.7.3. Segmentarea bazată pe proba
- Page 142 and 143: 124 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 144 and 145: 126 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 146 and 147: 128 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 148 and 149: 130 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 150 and 151: 132 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 152 and 153: 134 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 154 and 155: 136 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 158 and 159: F(C1) C1 C2 Np E(a,b) 140 Dp Cap. 4
- Page 160 and 161: Tabelul 4.10. Stabilirea frontierel
- Page 162 and 163: 144 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 164 and 165: Tabelul 4.13. Stabilirea frontierel
- Page 166 and 167: 2) Compararea vectorilor din regiun
- Page 168 and 169: 150 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 170 and 171: c) În faza de etichetare s-a mers
- Page 172 and 173: 154 Cap. 4. Analiza semnalului voca
- Page 174 and 175: 156 Cap. 5. Sinteza de voce Aşa cu
- Page 176 and 177: 158 Cap. 5. Sinteza de voce Metodel
- Page 178 and 179: 160 Cap. 5. Sinteza de voce Urmeaz
- Page 180 and 181: 6. Metode de sinteză de voce 6.1.
- Page 182 and 183: 164 Cap. 6. Metode de sinteză de v
- Page 184 and 185: 166 Cap. 6. Metode de sinteză de v
- Page 186 and 187: 168 Cap. 6. Metode de sinteză de v
- Page 188 and 189: 170 Cap. 6. Metode de sinteză de v
- Page 190 and 191: 172 Cap. 6. Metode de sinteză de v
- Page 192 and 193: x(t) x1(t) x2(t) x1(t) x2(t) X1(t)
- Page 194 and 195: 6.3.2. Metoda bazată pe corpus 176
- Page 196 and 197: 178 Cap. 6. Metode de sinteză de v
- Page 198 and 199: Cost 180 Cap. 6. Metode de sinteză
- Page 200 and 201: 6.3.2.5. Algoritmul metodei de sint
- Page 202 and 203: Fiecare fază cuprinde mai multe et
- Page 204 and 205: 186 Cap. 6. Metode de sinteză de v
Dacă notăm<br />
sau, explicitând suma:<br />
a<br />
a<br />
a<br />
1<br />
2<br />
n<br />
p1 , p 2 , …, p n , atunci relaţia (4.82) devine:<br />
b1<br />
b2<br />
bn<br />
139<br />
2<br />
Cap. 4. Analiza semnalului vocal<br />
1 <br />
E(<br />
a,<br />
b,<br />
r)<br />
p<br />
ir<br />
<br />
<br />
(4.83)<br />
i1 , n<br />
pi<br />
r <br />
2 2<br />
2 2 1 1 1 1<br />
E(<br />
a,<br />
b,<br />
r)<br />
( p1<br />
p<br />
2 ...<br />
p<br />
n ) r (<br />
...<br />
) 2<br />
n (4.84)<br />
2 2<br />
2 2<br />
p p p r<br />
dE<br />
Punând condiţia ca E să fie minimă, avem 0<br />
, adică:<br />
dr<br />
2 2<br />
2 1 1 1 1<br />
2( p1<br />
p<br />
2 ...<br />
p<br />
n ) r 2<br />
( ...<br />
) 0<br />
2 2<br />
2 3<br />
p p p r<br />
Rezultă valoarea lui r care minimizează distanţa E:<br />
Sau dacă notăm<br />
r<br />
4<br />
2<br />
1<br />
2<br />
1<br />
2<br />
2<br />
2<br />
2<br />
1<br />
2<br />
1<br />
2<br />
n<br />
2<br />
n<br />
2<br />
n<br />
n<br />
(4.85)<br />
1 1 1<br />
...<br />
<br />
p p p<br />
(4.86)<br />
p p<br />
...<br />
p<br />
1 1 1<br />
I ...<br />
şi<br />
p p p<br />
2<br />
1<br />
2<br />
2<br />
r <br />
I<br />
S<br />
2<br />
n<br />
S p p<br />
p<br />
, atunci:<br />
2 2<br />
2<br />
1 2 ... n<br />
2 (4.87)<br />
Din (4.87), expresia lui E devine:<br />
2 1<br />
E ( a , b,<br />
r ) Sr I<br />
2<br />
n<br />
(4.88)<br />
2<br />
r<br />
Înlocuind pe (4.87) în (4.88), obţinem distanţa minimă dintre a şi b în funcţie de r:<br />
E r ( a , b ) 2 ( IS n<br />
)<br />
(4.89)<br />
min,<br />
Astfel putem alege expresia distanţei dintre a şi b:<br />
E ( a,<br />
b)<br />
IS n<br />
1<br />
expresie ce are proprietatea: ( E ( a,<br />
b))<br />
0<br />
, sau:<br />
min 1<br />
a,<br />
b<br />
(4.90)<br />
E2 ( a,<br />
b)<br />
IS , cu min( E2<br />
( a,<br />
b))<br />
n<br />
. (4.91)<br />
a,<br />
b<br />
De aici obţinem valoarea distanţei pătratice minime în raport cu r dintre vectorii a şi b:<br />
2<br />
IS , unde min(<br />
E(<br />
a,<br />
b))<br />
0<br />
a,<br />
b<br />
E ( a , b ) n<br />
. (4.92)