病态嗓音特征的小波变换提取及识别研究

通过分析嗓音的发音机理、病态嗓音与正常嗓音在频域的表现差异,利用小波变换对信号进行分解,突出病态嗓音的特点,提出了基于多尺度分析的小波降噪、分解的熵系数(Entropy Coefficient based on De-noise,Decomposition of Multi-scale Analysis,ECDDMA)作为识别的特征矢量集。并对比分析了语音识别中经典特征参数Mel倒谱系数(MFCC),分别运用这两种特征参数对242例正常嗓音和234例病态嗓音运用高斯混合模型(GMM)进行了识别。结果显示:ECDDMA系数较传统的模拟人耳听觉非线性特性的MFCC及其动态特征能更准确地表征正常与病态嗓音之间的差异,有利于同时提高病态和正常嗓音的识别率。     

病态嗓音的识别与研究

通过分析嗓音的发音机理,提取正常与病态嗓音的传统声学参数：基频、共振峰、Mel倒谱系数（MFCC）,以及非线性特征参数：计盒维数与截距,作为病态嗓音识别的特征矢量集。应用高斯混合模型（GMM）对156例正常嗓音与146例病态嗓音进行建模与识别。结果表明：非线性特征参数计盒维数与截距能很好地区分正常与病态嗓音,它们与传统声学参数基频和共振峰的组合,能够取得92.60%的识别率。     

基于小波变换及HHT的轴承故障诊断应用研究

为研究滚动轴承故障问题,将小波变换及HHT(Hilbert-Huang变换)相结合的分析方法,应用于强噪声背景下轴承信号故障的提取.首先将轴承故障信号利用小波变换进行降噪处理,然后应用HHT得到希尔伯特边际谱,从中提取故障特征信息.为准确诊断故障,将方法应用于分析采集的分别具有外圈和内圈损伤的滚动轴承振动信号,并与直接运用HHT分析作比较.结果表明,方法降低了噪声对HHT对振动故障信号分析的干扰,能够更有效的提取轴承故障特征信息,提高轴承故障诊断率.     

基于HHT倒谱系数的说话人识别算法

针对LPCC只反应语音静态特征且不能突出其低频局部特征问题,提出一种以HHT倒谱系数为特征的说话人识别算法,HHT的经验模态分解使语音的低频局部特征得到更好的描述,Hilbert变换能够刻画语音动态特性,改进了LPCC的不足。用经验模态分解将语音分解为一系列固有模态函数分量并做Hilbert变换求得Hilbert边际谱,计算总边际谱的对数功率谱并做DCT得13维倒谱系数,将此特征送入高斯混合模型进行说话人识别。仿真实验结果表明,基于HHT倒谱系数的说话人识别算法,相较LPCC识别率提高了12.59%,但特征提取时间增加了19.27 s。     

基于向量变换的离散GM(1,1)模型病态性

离散GM(1,1)模型建模时的病态性会导致模型的不稳定.运用向量的数乘和旋转变换研究离散GM(1,1)模型的 病态性问题, 发现离散GM(1,1)模型的病态性产生的原因与累加向量和全1向量的长度比值和夹角有关.运用数乘 和旋转变换将矩阵转化为良态矩阵, 用以解决离散GM(1,1)模型的病态性问题.算例结果表明, 向量变换是解决离散GM(1,1)模型 病态性的一种有效的方法.     

基于HHT的信号奇异性检测

针对信号的奇异性,采用基于希尔伯特-黄变换（HHT）的方法进行奇异性分解,即首先利用经验模态分解（EMD）对信号进行分解,再提取第一阶分量的瞬时频率;利用瞬时频率检测信号奇异点。通过对幅值突变、频率突变、脉冲突变和方向突变四种奇异信号的仿真分析,表明了该方法能够准确地检测信号奇异点。     

基于HHT的人员脚步信号识别算法

针对地面环境监控中的人员脚步信号识别问题,提出一种基于希尔伯特-黄变换的识别算法。利用经验模态分解方法将探测得到的震动信号分解成若干个固有模态函数分量,找出各分量在频谱上的奇异点,通过对这些奇异点的希尔伯特谱进行判定,实现对人员脚步信号的识别。实验结果证明,该算法具有较高的正确识别率。     

基于HHT变换的电缆故障脉冲法定位分析

电力电缆故障的实际测试波形与理论波形相差较大,需要经验比较丰富的专业测试人员才能够比较准确地确定出故障位置。针对这一问题,对电力电缆实际故障测试波形采用HHT变换,从而获得与理论波形更为相似的波形。经实际测试,能够获得更为准确的测试结果,为电力电缆故障定位提供了一种更为有效的方法。     

基于改进HHT和样本熵的脑电信号特征提取

针对运动想象脑电信号在经验模态分解（EMD）后人为选取固有模态函数（IMF）导致重构信号混入噪声且丢失有用信息的问题,提出一种改进希尔伯特‐黄变换（HHT）和样本熵结合的特征提取方法。在原始脑电信号经过EMD后,计算各个IM F与原始信号的相关系数以及IM F中瞬时频率在μ／β节律频带内的个数,提取有效IM F的能量均值,联合计算脑电信号的样本熵构成特征向量,采用支持向量机（SVM ）分类器对提取的特征进行分类,在智能轮椅平台上对算法进行验证。验证结果表明,采用改进 HHT结合样本熵的智能轮椅系统有较高正确识别率,稳定性更好。     

基于HHT变换的起动电动机特征信号时频分析

针对车辆起动电动机电气和机械故障发生时特征信号的时变不平稳特性,进行了时频域分析处理,提出了利用现代信号处理方法对故障信号提取特征向量的方法,主要对起动电动机的电枢和轴承故障进行诊断。在构建电机故障测试实验平台的基础上,利用破坏性实验构造了故障类型,测取了电枢电流和振动信号,分别采用小波分析理论和HHT变换对信号进行分析,通过分解再重构的方式将信号分解成了频率由高到低的不同分量,并获得了故障的特征频率,提取了特征向量。实验结果表明,基于HHT变换的现代信号处理方法在处理时变非平稳信号方面比小波分析理论更具有自适应性,更易识别。     

DHMM在机械设备音频识别中的应用

为了对现场机械或设备进行监控、诊断和识别,以音频为监控手段,引入矢量量化（VQ）算法并建立机械设备音频的离散隐Markov模型（DHMM）。特征参数采用MFCC,码书设计采用Linde-Buzo-Gray（LBG）算法;推导出Baum-Welch算法参数重估的多观察序列的最简标定形式;分析了多种HMM类型,提出了适合机械设备音频的HMM。实验在22种音频中进行,识别准确率在97%以上,证明了方法的有效性。     

基于LPCMCC的音频数据检索方法

LPC美尔倒频谱系数（LPCMCC）根据人耳听觉特性将LPC倒谱系数（LPCC）用非线性美尔尺度进行变换,从而更接近人耳的听觉系统。基于此提出一种采用LPCMCC为特征参数,通过动态时间规整算法进行音频数据的分类与检索方法。实验结果表明,该方法的检索精度高于LPCC,检索效率高于美尔倒谱系数（MFCC）。     

基于梅尔频率倒谱系数与翻转梅尔频率倒谱系数的说话人识别方法

为提高说话人识别系统的识别率,提出了基于梅尔频率倒谱系数(MFCC)与翻转梅尔频率倒谱系数(IMFCC)为特征参数的特征提取新方法。该方法利用Fisher准则将MFCC和IMFCC相结合,构造了一种混合特征参数。实验结果表明,新的混合特征参数与MFCC相比,在纯净语音库及噪声环境中均具有较好的识别性能。     

结合MFCC分析和仿生模式识别的语音识别研究

提出了一种基于MFCC系数分析和仿生模式识别的语音识别方法,该方法对训练样本MFCC相同分量在各类语音间距离进行了分析,并通过与传统选取方法的比较实验,说明在小词汇量的语音识别中,选取合适的MFCC系数,不仅能减小计算量,正确识别率也会得到一定程度的提高。运用仿生模式识别理论中同类样本连续的观点,通过在特征空间中对训练样本进行有效的覆盖,大大提高了识别结果。     

GMM文本无关的说话人识别系统研究

在高斯混合模型（Gaussian Mixture Model,GMM）训练时,对传统的模型参数初始化方法（随机法、K均值聚类法）进行改进,提出分裂法与K均值聚类相结合的新方法。实验表明,采用改进的方法与传统方法相比,系统平均识别率有15.47%和7.5%的提高。研究了GMM的阶数、协方差阈值、预加重系数对系统识别率的影响。对实验结果进行详细分析,并根据实验数据,取它们各自表现最好的值,从而使构建的说话人识别系统获得一个较高的识别率。实验表明,在规定的实验条件下,系统可达到90%以上的识别率。     

一种基于MFCC和LPCC的文本相关说话人识别方法

在说话人识别的建模过程中，为传统矢量量化模型的码字增加了方差分量，形成了一种新的连续码字分布的矢量量化模型。同时采用美尔倒谱系数及其差分和线性预测倒谱系数及其差分相结合作为识别的特征参数，来进行与文本有关的说话人识别。通过与动态时间规整算法和传统的矢量量化方法进行比较表明，在系统响应时间并未明显增加的基础上，该模型识别率有一定提高。     

基于深度自编码网络语音识别噪声鲁棒性研究

为了解决传统径向基（Radial basis function,RBF）神经网络在语音识别任务中基函数中心值和半径随机初始化的问题,从人脑对语音感知的分层处理机理出发,提出利用大量无标签数据初始化网络参数的无监督预训练方式代替传统随机初始化方法,使用深度自编码网络作为语音识别的声学模型,分析梅尔频率倒谱系数（Mel Frequency Cepstrum Coefficient,MFCC）和基于Gammatone听觉滤波器频率倒谱系数（Gammatone Frequency Cepstrum Coefficient,GFCC）下非特定人小词汇量孤立词的抗噪性能。实验结果表明,深度自编码网络在MFCC特征下较径向基神经网络表现出更优越的抗噪性能;而与经典的MFCC特征相比,GFCC特征在深度自编码网络下平均识别率相对提升1.87%。     

说话人识别中基于Fisher比的特征组合方法

为了提高说话人识别的准确率,可以同时采用多个特征参数,针对综合特征参数中各维分量对识别结果的影响可能不一样,同等对待并不一定是最优的方案这个问题,提出基于Fisher准则的梅尔频率倒谱系数(MFCC)、线性预测梅尔倒谱系数(LPMFCC)、Teager能量算子倒谱参数(TEOCC)相混合的特征参数提取方法。首先,提取语音信号的MFCC、LPMFCC和TEOCC三种参数;然后,计算MFCC和LPMFCC参数中各维分量的Fisher比,分别选出六个Fisher比高的分量与TEOCC参数组合成混合特征参数;最后,采用TIMIT语音库和NOISEX-92噪声库进行说话人识别实验。仿真实验表明,所提方法与MFCC、LPMFCC、MFCC+LPMFCC、基于Fisher比的梅尔倒谱系数混合特征提取方法以及基于主成分分析(PCA)的特征抽取方法相比,在采用高斯混合模型(GMM)和BP神经网络的平均识别率在纯净语音环境下分别提高了21.65个百分点、18.39个百分点、15.61个百分点、15.01个百分点与22.70个百分点;在30 dB噪声环境下,则分别提升了15.15个百分点、10.81个百分点、8.69个百分点、7.64个百分点与17.76个百分点。实验结果表明,该混合特征参数能够有效提高说话人识别率,且具有更好的鲁棒性。     

一种基于临界带宽的新小波包变换算法

针对传统语音短时分析技术容易出现丢失信息的现状,提出了一种基于临界带宽的小波包变换算法,该算法借鉴传统倒谱特征参数(MFCC)提取的过程并在该过程中引入临界带宽(Critical Bandwidth)的概念。在基于高斯混合模型的说话人识别系统中进行实验,结果表明在选取不同小波包函数的情况下,该算法所取得的识别率较MFCC参数均有提高。