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⾃相关函数法基⾳周期提取 （matlab版） 1、引⾔ ⼈在发浊⾳时,⽓流通过声门 声带产⽣张弛振荡式振动,产⽣⼀股准周期脉冲⽓流,这⼀⽓流激励声道就产⽣浊⾳,⼜称有声语⾳,它携带着 语⾳中的⼤部分能量。这种声带振动的频率称为基频,相应的周期就称为基⾳周期( Pitch) ,它由声带逐渐开启到⾯积最⼤(约占基⾳周期的50% ) 、逐渐关闭到完全闭合(约占基⾳周期的35% ) 、完全闭合(约占基⾳周期的15% )三部分组成。 当今主流的基⾳周期检测技术主要有时域的⾃相关法、频域的倒谱法、时频结合的⼩波变换分析⽅法以及在其基础上的衍⽣算法。本⽂ 所采⽤的⽅法是 ⾃相关法 2．设计思路 (1) ⾃相关函数 对于离散的语⾳信号x(n) ，它的⾃相关函数定义为 ： R(k)= Σx(n)x(n-k)， 如果信号x(n))具有周期性，那么它的⾃相关函数也具有周期性，⽽且周期与信号x(n)的周期性相同。⾃相关函数提供了⼀种获取周期信号周期的⽅法。在周期信 号周期的整数倍上，它的⾃相关函数可以达到最⼤值，因此可以不考虑起始时间，⽽从 ⾃相关函数的第⼀个最⼤值的位置估计出信号的基⾳周期，这 ⾃相关函 数成为信号基⾳周期估计的⼀种⼯具。 (2)短时⾃相关函数 语⾳信号是⾮平稳的信号，所以对信号的处理都 ⽤短时⾃相关函数。短时⾃相关函数是在信号的第N个样本点附近⽤短时窗截取⼀段信号，做 ⾃相关计算所得 的结果 Rm(k)= Σx(n)x(n-k) 式中，n表⽰窗函数是从第n点开始加⼊。 3、程序代码 function pitch x=wavread(E:\luyin\wkxp.wav);%读取声⾳⽂件 figure(1); stem(x,.); %显⽰声⾳信号的波形 n= 160; %取20ms的声⾳⽚段，即160个样点 for m= 1:length(x)/n; %对每⼀帧求短时⾃相关函数 for k= 1:n; Rm(k)=0; for i=(k+ 1):n; Rm(k)=Rm(k)+x (i+(m- 1)*n)*x (i-k+(m- 1)*n); end end p=Rm(10:n); %防⽌误判，去掉前边 10个数值较⼤的点 [Rmax,N(m)]=max (p); %读取第⼀个⾃相关函数的最⼤点 end %补回前边去掉的10个点 N=N+ 10; T=N/8; %算出对应的周期 figure(2);stem(T,.);axis([0 length(T) 0 10]); xlabel(帧数(n));ylabel(周期(ms));title(各帧基⾳周期); T 1= medfilt 1(T,5); %去除野点 figure(3);stem(T 1,.);axis([0 length(T 1) 0 10]); xlabel(帧数(n));ylabel(周期(ms));title(各帧基⾳周期); 4、运⾏结果与分析 （1） 运⾏ x=wavread(E:\luyin\wkxp.wav);%读取声⾳⽂件 figure(1); stem(x,.); %显⽰声⾳信号的波形 得到的波形如下