CN102682766A - 可自学习的情侣声音对换机 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种可自学习的情侣声音对换机,属于声音信号处理领域,提出了一种声音转换的新方法。本发明分为四大模块:声音输入及分析模块、声音转换及输出模块、DSP控制中心、按键操作模块,实现了对两人声音的对换。应用神经网络自学习技术,分析原始声音基频和共振峰频率的关系,得到转换目标函数;再经过频谱分析仪对比两声音基频差,修正目标函数,即可得到转换函数。分别将原始声音I,II和目标声音I,II存储在存储器的四个分区中,由DSP指针指示。对换声音时,只需将原始声音区对换,及将指针指向对方地址即可。本发明将情侣两人身份对换后重现对话场景,可以解决沟通不当引起的争端。
Description
技术领域
本发明专利属于声音信号处理技术领域,特别是变声技术领域。
背景技术
情侣声音对换机的关键技术是对原声音的音频进行识别、分析、处理、转换、存储及输出。
一个人的声音特征主要由音调和音色决定。人类语音可分为有声语音和无声语音,前者是由声带振动激励的脉冲信号经过腔调制变成不同的音,它是人类语言中元音的基础,声带振动的频率称为基频。无声语音则是声带保持开启状态,禁止振动引发的。
人的性别和年龄是决定音色的两个条件,对应的两个声学参数是声门振动的基频和共振峰频率。一般女声的基频和共振峰频率高于男声,而随着年龄的增长,声道增长,基频和共振峰频率会降低。具体参数如表1所示:
表1 不同人群声音的基频和共振峰频率关系表
人群 | 基频分布Hz | 共振峰频率分布Hz |
男声 | [50,180] | 偏低 |
女声 | [160,380] | 中 |
童声 | [400,1000] | 偏高 |
由上可知,在进行性别变声时,主要考虑基频和共振峰频率的变化。为了获得自然度、真实感较好的变声效果,基频和共振峰频率通常必须各自独立地伸缩变化。根据重采样定理知道,只要基频检测足够精确,就可以保证两者的改变不相关。
发明内容
目前,很多硬件变声器都只可以选择固定几种声音(一般为7种),且声音失真度较大。除此以外,不同人发出的声音变换的目标声音相同,无法做区分。
为了克服以上困难,本发明提出了一种新的方法。基于神经网络自学习系统,采用频谱分析仪对原声进行采样分析,得到其基频和共振峰频率的对应关系和范围,学习结束后的两个系统对换目标函数,即可实现情侣声音的对换。
本发明的技术方案如下:
采用DSP作为控制芯片,其有两个功能,一是进行定时和逻辑控制;二是由写入的神经网络程序及频谱分析仪的输出,进行语音识别自学习。
声音经过运放和模/数转换后,分别输入频谱分析仪和DSP,DSP中预存神经网络自学习处理程序,经过一段时间的学习,可以得出基频与共振峰频率的对应关系,并将关系输送至声音转换IC。存储器分为四个区:原始声音I区、目标声音I区、原始声音II区和目标声音II区,分别由不同的起始地址指示。播放时,可以选择原声播放,也可以选择男女声音转换后播放。
男女声对换原理如下:经过一段时间的学习,对换机可以识别两者的原始声音,分别存储到存储区对应区域,并可以得到根据基频给出对应的共振峰频率,,称目标函数,对应神经网络算法,表现在权值的确定上。对换时,首先由情侣双方阅读一段相同的话,记录两者的频率差,由此修改目标函数。然后,仅需对换原始声I区和II区的数据,便可实现声音的对换。
本发明的有益效果是:应用神经网络自学习技术,提出了一种新型的变换声音的方法,最大限度不失真地实现了情侣双方声音的对换。
附图说明
图1是基频和共振峰频率分布的变化图。
图2是可自学习情侣声音对换机的结构图,分为四大模块:声音输入及分析模块;声音转换及输出模块;DSP控制中心;以及按键操作模块。
图3是可自学习情侣声音对换机流程图。主要分为步:1.自学习得到目标函数;2.输入两声音,计算频率差;3.调整目标函数;4.对换原始声音存储I区和II区数据;5.转换,播放。
具体实施方式
对照附图2进行说明:
首先,开启“学习”功能,获得目标函数,学习结束后,指示灯提示;
第二,用数据线连接两机,启动“对换”按钮,拷贝学习目标函数到对方对换机上;
第三,启动“对比”功能,由双方各朗读一段相同的句子,经频谱分析仪分析,得出两人的基频差,并调整目标函数,存入声音转换IC;
第四,启动“录制”按钮,录制对话声音;
第五,启动“播放”按钮,播放两人声音;按下“对换”按钮,对换男女声音。
Claims (5)
1.一种可自学习的情侣声音对换机,分为四大模块:声音输入及分析模块、声音转换及输出模块、DSP控制中心、按键操作模块,其特征是:可以高保真地对情侣声音进行对换,保证原声音的音色和音调。
2.根据权利要求1所述的所述的可自学习情侣声音对换机,其特征是:采用DSP作为主控芯片,基于神经网络B-P模型,实现对原声基频和共振峰频率的学习和分析,以得出目标函数,对应神经网络即为权值。
3.根据权利要求1所述的所述的可自学习情侣声音对换机,其特征是:可以经频谱分析仪对原始声音I和II进行对比,得出两声音的基频差,并调整目标函数至。
4.根据权利要求1所述的所述的可自学习情侣声音对换机,其特征是:将存储器分为四个区:原始声音I区、目标声音I区、原始声音II区和目标声音II区,分别由不同的起始地址指示,播放时,可以选择原声播放,也可以选择将男女声音对换后播放。
5.根据权利要求1所述的所述的可自学习情侣声音对换机,其特征是:在对换两人声音时,只需将原始声音I区和II区的声音对换即可,对DSP而言,只需将指针指向对方地址即可,方便软件和硬件实现。
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