专利名称：一种可任意调节的语音自然变声方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及语音信号处理技术，具体涉及一种将语音信号在声道中进行建模，再改变声道的模型，获得变声信号的方法及装置。
背景技术：
利用信号处理的方法改变语音信号的音调和音色，实现语音变声，甚至男女声的互相变换，既是语音信号处理的重要理论研究内容，同时也具有很强的应用价值。男女声频率的范围存在很大差异，男声频率范围大约在80-7000HZ，而女声的频率范围大约在 150-11000HZ，比男声高了几乎一倍。如果要实现男女声的互相变换，那么就一定要改变语音信号的频率，使之提高或降低一个水平，这样就可以达到变声的目的。目前已有不少的方法应用于语音变声，最常用的大概是基于以下两种思想，以将男声变为女声为例，第一种方法是将语音信号在时域进行处理，通过缩短时域长度来提高信号的频率，使之变为女声，再通过插值使新信号与原信号保持一致(CN03137014.4);第二种方法是在频域进行处理，主要就是对频谱搬移，即将语音信号先进行插值或抽检，再对其作傅里叶变换，在频域上使其频谱整体向高频率范围移动一段距离，最后再将其变换回时域，通过这种方法也可以达到使语音信号频率提高的效果，最终实现变声的目的(CN200410062337. I)。由此可以看到，目前的语音变声方法都是将信号在频域或时域进行直接处理，使之频率改变，从而达到变声的效果。但是这些方法都没从发音系统角度出发设计，使得变声后语音的谐波关系保持的不佳，造成了语音的不自然。此外，现有的方法只能在几种特定的声音模式之间进行切换，无法做到根据要求快速地随意进行变声。本发明从声音的产生过程出发，提出了一种在系统域进行变换来实现变声的方法，这一方法可以有效解决上述方法中的不足，在实现语音变声的同时，保证了声音的质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有变声方法存在的声音不自然、有机器味、不能随意变成任何人声音等不足，提供一种可任意调节的语音自然变声方法及装置，具体技术方案如下。一种可任意调节的语音自然变声方法，包括如下步骤步骤一、建立通过声道后的语音信号的声道模型声带振动产生一个激励，通过口腔后形成一个语音信号G [η]，使G [η]通过一个声道，输出一个信号y [η]，该信号的声道模型为
Ny[n~\ = G [ ] + Σ aty[n - i](公式 1)，
i = \公式I中，系数％即为声道模型的参数，G[n]表示为
权利要求
1.一种可任意调节的语音自然变声方法，其特征在于包括如下步骤步骤一、建立通过声道后的语音信号的声道模型声带振动产生一个激励，通过口腔后形成一个语音信号G [η]，使G [η]通过一个声道，输出一个信号y [η]，该信号的声道模型为
2.根据权利要求I所述的可任意调节的语音自然变声方法，其特征在于步骤一中根据数字信号处理的估计算法提取出该声道模型中的各项系数％，通过目前已知的y[n]和％得到系统的输入信号G [η]。
3.根据权利要求I所述的可任意调节的语音自然变声方法，其特征在于所述数字信号处理的估计算法包括杜宾算法。
4.根据权利要求I所述的可任意调节的语音自然变声方法，其特征在于步骤四中利用自相关法估算出基波的频率
5.一种实现权利要求I所述语音自然变声方法的装置，其特征在于包括电源模块、输入输出模块、控制模块和处理模块，其中，所述控制模块与处理模块及输入输出模块相连接，负责向处理模块输入变声参数及控制整个装置开始及结束工作；所述输入输出模块与处理模块相连接，其功能为向处理模块输入激励信号及输出变声后声音信号，并在输入输出前进行数字/模拟信号的互相转化；处理模块根据输入的变声参数，对输入信号进行变声，变声后的信号送入输入输出模块。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，其特征在于所述处理模块包括数字信号处理芯片。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于还包括接口模块，接口模块与处理模块和电源模块相连。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述接口模块USB接口。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述输入输出模块包括麦克风、音箱及A/ D转换器和D/A转换器,麦克风的输出端通过A/D转换器与处理模块的输入端连接,音箱的输入端通过D/A转换器与处理模块的输出端连接。
全文摘要
本发明公开一种可任意调节的语音自然变声方法及装置，所述方法将语音信号在声道中进行建模，随后求出发音的系统模型，即声道的模型，之后再改变声道的模型，最后在新的声道模型中还原出语音信号，这个新输出的语音信号即为变声后的信号。装置包括电源模块、输入输出模块、控制模块和处理模块，控制模块将参数送至处理模块并控制系统运行的起止。由输入输出模块输入声音信号，并转化为数字信号，送入处理模块中，处理模块根据输入的参数对信号进行处理，形成变声信号后送入输入输出模块，再转化为模拟信号，并由音箱输出。本发明使变声后的信号可以有很自然的声音效果，且可任意调节。本发明中装置简单，容易实现，且设备成本低廉，使用方便。
文档编号G10L19/00GK102592590SQ201210039318
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者刘元庆, 宁更新, 杨萃, 韦岗 申请人:华南理工大学