專利名稱：可自學(xué)習(xí)的情侶聲音對(duì)換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于聲音信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是變聲技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
情侶聲音對(duì)換機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)原聲音的音頻進(jìn)行識(shí)別、分析、處理、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)及輸出。
一個(gè)人的聲音特征主要由音調(diào)和音色決定。人類語(yǔ)音可分為有聲語(yǔ)音和無(wú)聲語(yǔ)音，前者是由聲帶振動(dòng)激勵(lì)的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)腔調(diào)制變成不同的音，它是人類語(yǔ)言中元音的基礎(chǔ)，聲帶振動(dòng)的頻率稱為基頻。無(wú)聲語(yǔ)音則是聲帶保持開(kāi)啟狀態(tài)，禁止振動(dòng)引發(fā)的。人的性別和年齡是決定音色的兩個(gè)條件，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)聲學(xué)參數(shù)是聲門振動(dòng)的基頻和共振峰頻率。一般女聲的基頻和共振峰頻率高于男聲，而隨著年齡的增長(zhǎng)，聲道增長(zhǎng)，基頻和共振峰頻率會(huì)降低。具體參數(shù)如表I所示
表I不同人群聲音的基頻和共振峰頻率關(guān)系表
人群I基頻分布Hz I共振峰頻率分布Hz男聲 50，180] 偏低[160, 380] 中童聲I [400，1000] I偏高
由上可知，在進(jìn)行性別變聲時(shí)，主要考慮基頻和共振峰頻率的變化。為了獲得自然度、真實(shí)感較好的變聲效果，基頻和共振峰頻率通常必須各自獨(dú)立地伸縮變化。根據(jù)重采樣定理知道，只要基頻檢測(cè)足夠精確，就可以保證兩者的改變不相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
目前，很多硬件變聲器都只可以選擇固定幾種聲音(一般為7種)，且聲音失真度較大。除此以外，不同人發(fā)出的聲音變換的目標(biāo)聲音相同，無(wú)法做區(qū)分。為了克服以上困難，本發(fā)明提出了一種新的方法?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)系統(tǒng)，采用頻譜分析儀對(duì)原聲進(jìn)行采樣分析，得到其基頻和共振峰頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系和范圍，學(xué)習(xí)結(jié)束后的兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)換目標(biāo)函數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)情侶聲音的對(duì)換。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
采用DSP作為控制芯片，其有兩個(gè)功能，一是進(jìn)行定時(shí)和邏輯控制；二是由寫入的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序及頻譜分析儀的輸出，進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別自學(xué)習(xí)。聲音經(jīng)過(guò)運(yùn)放和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，分別輸入頻譜分析儀和DSP，DSP中預(yù)存神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)處理程序，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，可以得出基頻與共振峰頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將關(guān)系輸送至聲音轉(zhuǎn)換1C。存儲(chǔ)器分為四個(gè)區(qū)原始聲音I區(qū)、目標(biāo)聲音I區(qū)、原始聲音II區(qū)和目標(biāo)聲音II區(qū)，分別由不同的起始地址指示。播放時(shí)，可以選擇原聲播放，也可以選擇男女聲音轉(zhuǎn)換后播放。男女聲對(duì)換原理如下經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，對(duì)換機(jī)可以識(shí)別兩者的原始聲音，分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)區(qū)域，并可以得到根據(jù)基頻給出對(duì)應(yīng)的共振峰頻率，，稱目標(biāo)函數(shù)，對(duì)應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，表現(xiàn)在權(quán)值的確定上。對(duì)換時(shí)，首先由情侶雙方閱讀一段相同的話，記錄兩者的頻率差，由此修改目標(biāo)函數(shù)。然后，僅需對(duì)換原始聲I區(qū)和II區(qū)的數(shù)據(jù)，便可實(shí)現(xiàn)聲音的對(duì)換。本發(fā)明的有益效果是應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)技術(shù)，提出了一種新型的變換聲音的方法，最大限度不失真地實(shí)現(xiàn)了情侶雙方聲音的對(duì)換。


圖I是基頻和共振峰頻率分布的變化圖。圖2是可自學(xué)習(xí)情侶聲音對(duì)換機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，分為四大模塊聲音輸入及分析模塊；聲音轉(zhuǎn)換及輸出模塊；DSP控制中心；以及按鍵操作模塊。圖3是可自學(xué)習(xí)情侶聲音對(duì)換機(jī)流程圖。主要分為步1.自學(xué)習(xí)得到目標(biāo)函數(shù)； 2.輸入兩聲音，計(jì)算頻率差；3.調(diào)整目標(biāo)函數(shù)；4.對(duì)換原始聲音存儲(chǔ)I區(qū)和II區(qū)數(shù)據(jù)；5.轉(zhuǎn)換，播放。
具體實(shí)施例方式對(duì)照附圖2進(jìn)行說(shuō)明
首先，開(kāi)啟“學(xué)習(xí)”功能，獲得目標(biāo)函數(shù)，學(xué)習(xí)結(jié)束后，指示燈提示；
第二，用數(shù)據(jù)線連接兩機(jī)，啟動(dòng)“對(duì)換”按鈕，拷貝學(xué)習(xí)目標(biāo)函數(shù)到對(duì)方對(duì)換機(jī)上；
第三，啟動(dòng)“對(duì)比”功能，由雙方各朗讀一段相同的句子，經(jīng)頻譜分析儀分析，得出兩人的基頻差，并調(diào)整目標(biāo)函數(shù)，存入聲音轉(zhuǎn)換IC ；
第四，啟動(dòng)“錄制”按鈕，錄制對(duì)話聲音；
第五，啟動(dòng)“播放”按鈕，播放兩人聲音；按下“對(duì)換”按鈕，對(duì)換男女聲音。
權(quán)利要求
1.一種可自學(xué)習(xí)的情侶聲音對(duì)換機(jī)，分為四大模塊聲音輸入及分析模塊、聲音轉(zhuǎn)換及輸出模塊、DSP控制中心、按鍵操作模塊，其特征是可以高保真地對(duì)情侶聲音進(jìn)行對(duì)換，保證原聲音的音色和音調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的所述的可自學(xué)習(xí)情侶聲音對(duì)換機(jī)，其特征是采用DSP作為主控芯片，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)B-P模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)原聲基頻和共振峰頻率的學(xué)習(xí)和分析，以得出目標(biāo)函數(shù)，對(duì)應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)即為權(quán)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的所述的可自學(xué)習(xí)情侶聲音對(duì)換機(jī)，其特征是可以經(jīng)頻譜分析儀對(duì)原始聲音I和II進(jìn)行對(duì)比，得出兩聲音的基頻差，并調(diào)整目標(biāo)函數(shù)至。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的所述的可自學(xué)習(xí)情侶聲音對(duì)換機(jī)，其特征是將存儲(chǔ)器分為四個(gè)區(qū)原始聲音I區(qū)、目標(biāo)聲音I區(qū)、原始聲音II區(qū)和目標(biāo)聲音II區(qū)，分別由不同的起始地址指示，播放時(shí)，可以選擇原聲播放，也可以選擇將男女聲音對(duì)換后播放。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的所述的可自學(xué)習(xí)情侶聲音對(duì)換機(jī)，其特征是在對(duì)換兩人聲音時(shí)，只需將原始聲音I區(qū)和II區(qū)的聲音對(duì)換即可，對(duì)DSP而言，只需將指針指向?qū)Ψ降刂芳纯桑奖丬浖陀布?shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明是一種可自學(xué)習(xí)的情侶聲音對(duì)換機(jī)，屬于聲音信號(hào)處理領(lǐng)域，提出了一種聲音轉(zhuǎn)換的新方法。本發(fā)明分為四大模塊聲音輸入及分析模塊、聲音轉(zhuǎn)換及輸出模塊、DSP控制中心、按鍵操作模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩人聲音的對(duì)換。應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)技術(shù)，分析原始聲音基頻和共振峰頻率的關(guān)系，得到轉(zhuǎn)換目標(biāo)函數(shù)；再經(jīng)過(guò)頻譜分析儀對(duì)比兩聲音基頻差，修正目標(biāo)函數(shù)，即可得到轉(zhuǎn)換函數(shù)。分別將原始聲音I，II和目標(biāo)聲音I，II存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器的四個(gè)分區(qū)中，由DSP指針指示。對(duì)換聲音時(shí)，只需將原始聲音區(qū)對(duì)換，及將指針指向?qū)Ψ降刂芳纯伞１景l(fā)明將情侶兩人身份對(duì)換后重現(xiàn)對(duì)話場(chǎng)景，可以解決溝通不當(dāng)引起的爭(zhēng)端。
文檔編號(hào)G10L13/00GK102682766SQ20121014582
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月12日
發(fā)明者葉子晟, 唐厚君, 趙偉, 陳恩策, 黃瑩 申請(qǐng)人:黃瑩