1.一种基于非线性幂变换Gammachirp滤波器的鲁棒语音特征提取方法,其特征在于,如下步骤:(1)语音信号预处理:对输入的语音信号x(n)进行预加重处理:y(n)=x(n)-μ·x(n-
1),其中,μ为预加重系数,y(n)是预加重处理后的语音信号,n为语音信号的个数;
(2)对预加重后的语音信号进行RASTA滤波处理,得到滤波后的信号y′(n):y′(n)=Rasta(y(n));
(3)语音信号的分帧、加窗:将滤波后的信号分为短时的语音帧,对短时的语音帧进行加窗处理,得到加窗后的语音信号S(n);
(4)短时傅里叶变换:对加窗后的时域语音帧片段进行短时傅里叶变换,将其由时域变换到频域,得到每一帧语音信号的短时傅里叶变换后的幅度谱Y(t,i),变换公式为:Y(t,i)=fft(S(n),iFFT),其中,t表示语音信号的帧数;i表示频率分量数;傅里叶变换长度iFFT=512;
(5)归一化压缩Gammachirp滤波器滤波,得到语音信号在不同频率分量上的响应幅值Gm(t,k),其中,k表示滤波器的阶数;
(6)分段非线性幂函数变换,根据频率值确定幂函数变换系数α,根据公式进行变换,得出幂函数变换后的响应幅值:Gc(t,k)=Gmα(t,k);其中,Gc(t,k)代表第t帧语音在第k阶滤波器上的响应幅值;
(7)离散余弦变换,即DCT变换:将每一帧语音在Gammachirp滤波器组的响应输出进行离散余弦变换,去除其参数间的相关性,得到变换后的倒谱系数GDct,DCT变换的过程:其中DCT(k,m)表示N维离散余弦变换矩阵中第k行m列的值,它的定义是: GDct(t,k)代表经
过DCT变换后第t帧语音在第k阶滤波器上的响应幅值;
(8)差分倒谱系数:差分倒谱系数是通过步骤(7)得到的GDct(t,k)经过相邻前后各两帧的运算得到:GDct′(t)=(2×GDct(t-2)-GDct(t-1)+GDct(t+1)+2×GDct(t+2))/10,其中,GDct′(t)代表第t帧向量的差分系数,取DCT变换后原倒谱系数的前16维和差分后的前16维系数,共同组成32维的倒谱系数G;
(9)倒谱均值、方差的归一化:倒谱均值归一化过程是: 倒谱方差归一化过程是: 其中μG表示倒谱特征均值,δG表示倒谱方差,T为帧长;
(10)时间序列滤波:对得到的语音特征采用一种平滑滤波的方式来减小基音频率,利用滑动滤波器对得到的语音特征进行滤波,得出消除基音频率影响后的NPGFCC语音特征其中W是窗口长度。
2.根据权利要求1所述的一种基于非线性幂变换Gammachirp滤波器的鲁棒语音特征提取方法,其特征在于,所述步骤(5)的具体过程为:首先,计算滤波器组中每一通道的滤波器的响应幅值:
其中,GC(i,k)是滤波器组中第k个滤波器在第i个频率处的响应幅值;iFFT为傅里叶变换长度;
然后,将每一帧语音信号的离散功率谱Y(t,i)分别与Gammachirp滤波器组内每一通道的滤波器的响应幅值加权求和,得到语音信号在不同频率分量上的响应Gm(t,k),用于表示第t帧语音信号在第k个滤波器上的响应系数;
Gm(t,k)=∑Y(t,i)·GC(i,k)。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于非线性幂变换Gammachirp滤波器的鲁棒语音特征提取方法,其特征在于,所述步骤(6)中,根据频率值确定幂函数变换系数α的公式为:其中,f表示当前的频率值。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于非线性幂变换Gammachirp滤波器的鲁棒语音特征提取方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,预加重系数μ为0.92~0.98。
5.根据权利要求3所述的一种基于非线性幂变换Gammachirp滤波器的鲁棒语音特征提取方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,预加重系数μ为0.92~0.98。
6.根据权利要求1、2或5所述的一种基于非线性幂变换Gammachirp滤波器的鲁棒语音特征提取方法,其特征在于,步骤(10)中W=5。
7.根据权利要求3所述的一种基于非线性幂变换Gammachirp滤波器的鲁棒语音特征提取方法,其特征在于,步骤(10)中W=5。
8.根据权利要求4所述的一种基于非线性幂变换Gammachirp滤波器的鲁棒语音特征提取方法,其特征在于,步骤(10)中W=5。