基于壓縮感知的語(yǔ)音情感識(shí)別技術(shù)的研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信的快速發(fā)展，人們已經(jīng)不僅僅局限于對(duì)信號(hào)的準(zhǔn)確獲取上，更期望對(duì)信號(hào)進(jìn)行深度的挖掘，這是信號(hào)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。語(yǔ)音作為人類(lèi)交流和人機(jī)交互最重要的一種工具，語(yǔ)音信號(hào)的識(shí)別和情感分析在互聯(lián)網(wǎng)、通信、人工智能等等高科技領(lǐng)域中變的日益重要，因此專(zhuān)家們?cè)谡Z(yǔ)音信號(hào)識(shí)別和情感分析方面進(jìn)行了大量的工作，在這些研究方向中，語(yǔ)音內(nèi)容的識(shí)別日益趨于成熟且已經(jīng)商用。雖然近些年針對(duì)語(yǔ)音情感識(shí)別的研究，相當(dāng)多的研究成果得以發(fā)表，取得了很大的發(fā)展，但

2、是語(yǔ)音情感識(shí)別研究仍處于初級(jí)階段，一直沒(méi)有形成一套被廣泛認(rèn)可的、系統(tǒng)的理論和研究方法。此外，實(shí)際生活中大多語(yǔ)音信號(hào)都處于噪聲環(huán)境中，而傳統(tǒng)的語(yǔ)音情感識(shí)別算法大多針對(duì)于純凈語(yǔ)音，因此尋找一種具有較好魯棒性的語(yǔ)音情感識(shí)別技術(shù)迫在眉睫。
　　壓縮感知是近些年提出的一種新型采樣技術(shù)，且基于壓縮感知提出的稀疏表征識(shí)別算法在圖像和語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域展現(xiàn)出優(yōu)異的識(shí)別性能。語(yǔ)音情感信號(hào)在小波等變換域中具有較好的稀疏性，因此將壓縮感知技術(shù)應(yīng)用于語(yǔ)音情感識(shí)

3、別中，具有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)。此外，壓縮感知重構(gòu)算法對(duì)信號(hào)中的噪聲有一定的抑制作用，而針對(duì)噪聲環(huán)境下語(yǔ)音情感識(shí)別的研究較少。基于上述分析，在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，我們將壓縮感知技術(shù)與語(yǔ)音情感識(shí)別相結(jié)合，使語(yǔ)音情感識(shí)別系統(tǒng)性能的進(jìn)一步提升成為可能，具有重大的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文開(kāi)展了針對(duì)純凈和噪聲環(huán)境下，基于壓縮感知的語(yǔ)音情感識(shí)別研究，具體工作內(nèi)容如下:
　　1)通過(guò)深入研究語(yǔ)音情感識(shí)別系統(tǒng)理論和壓縮感知算法，將壓縮感知應(yīng)用

4、于語(yǔ)音情感識(shí)別領(lǐng)域，研究了基于壓縮感知的語(yǔ)音情感識(shí)別算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明:與經(jīng)典的GMM語(yǔ)音情感識(shí)別算法相比，基于壓縮感知的語(yǔ)音情感識(shí)別系統(tǒng)在低信噪比時(shí)可以取得更好的識(shí)別結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了將壓縮感知應(yīng)用于語(yǔ)音情感識(shí)別這一思路的正確性，拓寬了語(yǔ)音情感識(shí)別算法思路。
　　2)為進(jìn)一步提升純凈及噪聲環(huán)境下語(yǔ)音情感識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別性能，本文研究了一種壓縮感知抑噪語(yǔ)音情感識(shí)別系統(tǒng)。首先采用壓縮感知技術(shù)對(duì)帶噪語(yǔ)音進(jìn)行稀疏重構(gòu)，進(jìn)而提取稀疏重構(gòu)后

5、信號(hào)的聲學(xué)特征，最后將特征輸入到傳統(tǒng)的GMM分類(lèi)器中。仿真實(shí)驗(yàn)表明:與不采用壓縮感知語(yǔ)音抑噪的情感識(shí)別系統(tǒng)相比，本文提出的方法能夠取得較大的識(shí)別增益，識(shí)別率提升了5到32個(gè)百分點(diǎn)。
　　3)為進(jìn)一步提升語(yǔ)音情感識(shí)別系統(tǒng)的性能，本文針對(duì)壓縮感知稀疏解存在的缺陷，提出了一種基于稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)的語(yǔ)音情感識(shí)別算法。首先將語(yǔ)音信號(hào)提取參數(shù)特征，經(jīng)稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)進(jìn)行參數(shù)向量重構(gòu)，然后使用重構(gòu)的參數(shù)向量與情感碼本計(jì)算重構(gòu)距離，進(jìn)行情感分類(lèi)。仿真