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
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文檔簡介
1、目前歌唱聲信號的研究都是仿照語音信號分析,采用線性模型和線性分析方法,然而人體的發(fā)聲系統(tǒng)是復雜的非線性時變系統(tǒng),線性方法顯然不是最理想的選擇。本文從高階統(tǒng)計量和混沌理論兩個方面深入研究歌唱聲信號的非線性特性,并在此基礎上從重構和預測兩個角度完成對歌唱聲信號的非線性重建。
首先,利用高階統(tǒng)計量對歌唱聲信號進行非線性重構。高階統(tǒng)計量具有對高斯噪聲免疫的特性,它與頻譜之間具有非線性關系,因此相比于相關函數、功率譜等傳統(tǒng)的二階統(tǒng)計量,
2、高階統(tǒng)計量包含更多原信號中非線性、非高斯性的成分。根據重構算法理論基礎不同進行歸類,非參數型算法包括邊緣信息法、BMU算法、Lii算法、最小二乘法、遞歸算法和DFT重構算法;參數型算法包括諧波重構算法和倒雙譜重構算法。比較仿真實驗結果發(fā)現,最小二乘法對歌唱聲信號的重構效果最佳。由于歌唱聲信號不完全滿足參數型算法中假設的線性模型,參數型算法無法得到聽覺質量理想的歌唱聲信號。
其次,利用混沌理論考察歌唱聲信號的非線性特性。在相空間
3、重構的基礎上,計算相空間軌跡、Lyapunov指數、主分量譜、功率譜等特征,歌唱聲信號與典型混沌序列在特征上表現出相似性,表明歌唱聲信號具有混沌特性。在此基礎上,結合神經網絡構建非線性預測模型,實現對歌唱聲信號的預測,并考察不同的相空間參數求解算法和采樣率對預測效果的影響。實驗結果表明,利用CC算法聯合估計最佳延遲時間和嵌入維數能得到更好的預測效果。在滾動預測時,可在短期內得到較好效果,長期預測會受到累積誤差的影響。
最后,利
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