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基于改进S变换的语音信号时频分析
V01．10No．10 第10卷第10期2010年4月科学技术与工程 Apr．2010 Science and 1671—1 TechnologyEngineering @2010Sci．Tech．Engng． 815(2010)10—2483—04 基于改进S变换的语音信号时频分析 孙艳于凤芹 (江南大学通信与控制工程学院，无锡214122) 摘要sTFrr分辨率固定，小波变换会出现局部相位信息且时间一尺度关系不适合直观视觉分析。提出基于改进S变换的 语音信号时频分析。样条小波作为小波变换母小波乘以相位因子得到改进S变换，具有多分辨率和相位因子，并适合直观视 觉分析。仿真实验得到的时频分布结构图与sT丌、小波变换分布比较，显示改进5变换时频结构更加细致。 关键词语音信号 时频分析 改进s变换 中}鼍I法分类号TN912．34；文献标志码A 语音信号是一种非平稳的时变信号，单纯的时 结果显示该方法的时频结构图更加清晰直观。 域、频域信息不能刻画任一时刻的频率成分，因此 1 国内外学者开始研究时频分析技术(STFr、小波变 S变换基本原理 换、HHT、WVD等)处理语音信号。时频分析技术 同时在时域和频域对语音信号进行分析，不仅能够 S变换本质上是连续小波变换的“相位校正”。 表示出信号中包含的频率分量，而且能够表示出每 一频率分量所对应的时间…，是近年来信号处理等 波的尺度(分辨率)。则该函数的小波变换定义13]： 领域一个研究热点。 ／-∞ W(7-，d)=I以t)埘(t—r，d)dt(1) sTFTr窗长同定，不能对语音信号的低频分量进 函数．厂(t)的S变换定义为具有特定母小波的连 行很好检测，同时高频分量的时间分辨率也很低；小 续小波变换乘以相位因子 波变换克服了此类问题，但会出现局部相位信息且它 的时间一尺度不适合直观视觉分析。R．G．Stockwell s(r∽=ei2价W(下，d)(2) 等吸收STFT和小波变换的优点，提出5变换，它采 记，为频率，则小波尺度d=厂1，母小波 用依赖频率的高斯窗函数，具有多分辨率，克服了 埘(t∽：_上些一学e也m，S变换表达式定义为 STn固定分辨率的不足。同时，S变换中含有相位 ^／2,tr 因子，这是小波变换所不具备的特性。而且由于是 (3) s(7-力=J以f)母一下 。一。 ．,／2at 一种线性时频表示，因此不存在Cohen类分布的交 式(3)中：丁为高斯窗函数的中心，标志时间轴上窗 叉项的干扰[2J。因此被广泛的应用于地震信号、医 学信号，雷达信号方面。传统的s变换的小波函数 函数位置。加(t，力：j些e一止产e-i2m．t随频率厂变 ,／2rr 固定，使其应用具有一定局限性，针对语音信号，将
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