Teza doctorat (pdf) - Universitatea Tehnică

64
Cap. 4. Analiza semnalului vocal
Analiza cepstrală ne oferă informaţii atât despre excitaţia sonoră, permiţând estimarea
frecvenţei fundamentale a semnalului, cât şi despre influenţa tractului vocal, ducând la calculul
spectrului netezit al semnalului vocal. Componentele cepstrale inferioare (corespunzătoare unui
segment de timp de la 0 la 2ms) permit estimarea frecvenţei fundamentale prin determinarea
maximului funcţiei cepstrale pe acest segment de timp. Pentru calculul spectrului netezit se
folosesc componentele cepstrale superioare, cărora li se aplică din nou transformata Fourier.
De asemenea, se mai poate calcula un set de parametrii numiţi coeficienţi cepstrali LPC,
derivaţi direct din coeficienţii LPC. Formulele de calcul pentru aceşti parametrii sunt [Fur01]:
c
c
c
1
n
n
a
1
n k
a
n
a
kc
n k
k n
n
p
1
( 1 ) ,
1
1
n k
a
kc
n k
n
n p
1
( 1 ) ,
k 1
unde: ak sunt coeficienţii LPC calculaţi până la ordinul p;
cn sunt coeficienţii cepstrali LPC.
(4.16)
Coeficienţii cepstrali s-au dovedit a fi un set de parametrii mai robuşti decât coeficienţii
simpli LPC, utilizănd-se cu succes mai ales în procesul de recunoaştere a vorbirii sau a
vorbitorului [Lup04].
E. Analiza perceptuală
Acest mod de analiză este adaptat după modul de funcţionare al sistemului perceptual
auditiv al omului, şi anume după faptul că sesizarea diferitelor tonalităţi ale sunetelor se face pe
o scară logaritmică în interiorul urechii, proporţional cu frecvenţa fundamentală a sunetului.
Astfel, răspunsul urechii umane este neliniar în raport cu frecvenţa, ea detectând diferenţe mici
de frecvenţă mai uşor la frecvenţe joase decât la frecvenţe înalte [Lup04].
Din acest motiv au fost adoptate diferite scări neliniare de frecvenţă, pentru care se va
calcula spectrul semnalului. Cele mai cunoscute sunt scara de frecvenţă Bark şi scara Mel.
Ambele sunt scări cu comportare logaritmică obţinute prin studii realizate asupra percepţiei
umane.
Există două metode de lucru în cadrul analizei perceptuale: analiza PLP şi analiza
cepstrală Mel.