【端点检测】短时能量和过零率双门限语音端点检测附matlab代码

简介: 【端点检测】短时能量和过零率双门限语音端点检测附matlab代码

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⛄ 内容介绍

短时能量和过零率双门限语音端点检测是一种常见的语音处理方法,用于检测语音信号中的起始点和终止点。下面是基于短时能量和过零率的双门限语音端点检测的基本原理:

  1. 分帧:将输入的连续语音信号划分为一系列重叠的短时帧。每个帧通常持续几十毫秒至几百毫秒。
  2. 计算短时能量:对于每个帧,计算该帧内采样点的平方和,即短时能量。可以通过对每个采样点进行平方,并对得到的结果求和来计算短时能量。
  3. 计算短时过零率:对于每个帧,计算过零率,即负波形交叉的次数。过零率越高,表示波形变化越频繁。
  4. 设置能量和过零率阈值:根据实际需求,设置能量阈值和过零率阈值。这些阈值可根据数据集的特征进行调整。
  5. 端点检测:从第一个帧开始扫描每个帧,当满足以下条件时被视为语音段的起始点:
    类似地,反向扫描,当满足以下条件时被视为语音段的终止点:
  • 当前帧的能量超过能量阈值;
  • 后一帧的能量未超过能量阈值;
  • 当前帧的过零率超过过零率阈值。
  • 当前帧的能量超过能量阈未超过能量阈值;
  • 当前帧的过零率超过过零率阈值。
  1. 得到语音段:根据检测到的起始点和终止点,将对应的语音段提取出来作为最终的语音结果。

需要注意的是,能量和过零率的阈值设置会直接影响端点检测的准确性和灵敏度。若设定过高的阈值,则可能导致端点漏检;若设定过低的阈,则可能会产生误检。因此,在实际应用中,需要根据具体数据集和应用场景进行合适的参数调整。

⛄ 部分代码

function f=enframe(x,win,inc)%定义函数。

nx=length(x(:)); %x(:)的作用是把x给弄成一个向量,x为一行,则变成一列,如果为矩阵,则按每一列的顺序排成一列。得出的nx为序列的数据个数。

nwin=length(win);

if (nwin == 1)

   len = win; %如果win中就一个数,则len就=该数,此例中为256个点。即每帧长

else

   len = nwin; %如果有多个数,则len=个数。

end

if (nargin < 3) % nargin返回的是函数输入的个数,如果中间有变量,返回的是负值。

   inc = len; %也就是说,如果函数enframe的输入只有两个的话,系统就自动赋inc

end

nf = fix((nx-len+inc)/inc);%这个比较关键,nf为分帧的组数,结合下边的可以分析这里

                                   %各参数的意义,len为帧长,inc为未覆盖的数据,nx为整个数

                   % 据量。假设数据为1:30,len为10,未覆盖为5,则nf=5,5

                  %  组,第一组为1,2,……10,第二组为6,7,……15,依次列

%推,便可知其缘由,即(nx-len )/inc + 1;

f=zeros(nf,len);             %构成以组数为行,帧长为列的矩阵。

indf= inc*(0:(nf-1)).'; %indf为一列nf个数据,即0到nf-1的inc倍,即分好了每幀起点。

inds = (1:len);      %构成了长度为len的一行。

f(:) = x(indf(:,ones(1,len))+inds(ones(nf,1),:));

                           %上一条语句为整个算法的核心部分了,indf(:,ones(1,len))把indf的

                       % 第一列扩展了nf*len的矩阵。同理inds(ones(nf,1),:)把inds第一行扩

%展为nf*len的矩阵,相加得到

%inc+1 inc+2 inc+3 …… inc+len

%2*inc+1………… ……2*inc+len

%…………………………………]然后就按照这个矩阵从x中把数据给选出来,达到分帧的目的。

if (nwin > 1)    %nwin大于1的情况就不说了。

w = win(:)';

f = f .* w(ones(nf,1),:);

end

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] 韦向峰,袁毅,张全,等.基于端点检测的蒙藏维语音片段数据集[J].中国科学数据:中英文网络版, 2019, 4(4):11.DOI:10.11922/csdata.2019.0024.zh.

[2] 刘波,聂明新,向俊涛.基于短时能量和过零率分析的语音端点检测方法研究[J].  2007.

[3] 卓嘎,边巴旺堆,姜军.基于短时平均能量和短时过零率的藏语语音端点检测研究[J].电脑知识与技术:学术版, 2014(11):4.DOI:CNKI:SUN:DNZS.0.2014-31-082.

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