專利名稱：可自學習的情侶聲音對換機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利屬于聲音信號處理技術領域，特別是變聲技術領域。
背景技術：
情侶聲音對換機的關鍵技術是對原聲音的音頻進行識別、分析、處理、轉(zhuǎn)換、存儲及輸出。
一個人的聲音特征主要由音調(diào)和音色決定。人類語音可分為有聲語音和無聲語音，前者是由聲帶振動激勵的脈沖信號經(jīng)過腔調(diào)制變成不同的音，它是人類語言中元音的基礎，聲帶振動的頻率稱為基頻。無聲語音則是聲帶保持開啟狀態(tài)，禁止振動引發(fā)的。人的性別和年齡是決定音色的兩個條件，對應的兩個聲學參數(shù)是聲門振動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，聲道增長，基頻和共振峰頻率會降低。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，在進行性別變聲時，主要考慮基頻和共振峰頻率的變化。為了獲得自然度、真實感較好的變聲效果，基頻和共振峰頻率通常必須各自獨立地伸縮變化。根據(jù)重采樣定理知道，只要基頻檢測足夠精確，就可以保證兩者的改變不相關。

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聲音相同，無法做區(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)絡自學習系統(tǒng)，采用頻譜分析儀對原聲進行采樣分析，得到其基頻和共振峰頻率的對應關系和范圍，學習結(jié)束后的兩個系統(tǒng)對換目標函數(shù)，即可實現(xiàn)情侶聲音的對換。本發(fā)明的技術方案如下
采用DSP作為控制芯片，其有兩個功能，一是進行定時和邏輯控制；二是由寫入的神經(jīng)網(wǎng)絡程序及頻譜分析儀的輸出，進行語音識別自學習。聲音經(jīng)過運放和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，分別輸入頻譜分析儀和DSP，DSP中預存神經(jīng)網(wǎng)絡自學習處理程序，經(jīng)過一段時間的學習，可以得出基頻與共振峰頻率的對應關系，并將關系輸送至聲音轉(zhuǎn)換1C。存儲器分為四個區(qū)原始聲音I區(qū)、目標聲音I區(qū)、原始聲音II區(qū)和目標聲音II區(qū)，分別由不同的起始地址指示。播放時，可以選擇原聲播放，也可以選擇男女聲音轉(zhuǎn)換后播放。男女聲對換原理如下經(jīng)過一段時間的學習，對換機可以識別兩者的原始聲音，分別存儲到存儲區(qū)對應區(qū)域，并可以得到根據(jù)基頻給出對應的共振峰頻率，，稱目標函數(shù)，對應神經(jīng)網(wǎng)絡算法，表現(xiàn)在權值的確定上。對換時，首先由情侶雙方閱讀一段相同的話，記錄兩者的頻率差，由此修改目標函數(shù)。然后，僅需對換原始聲I區(qū)和II區(qū)的數(shù)據(jù)，便可實現(xiàn)聲音的對換。本發(fā)明的有益效果是應用神經(jīng)網(wǎng)絡自學習技術，提出了一種新型的變換聲音的方法，最大限度不失真地實現(xiàn)了情侶雙方聲音的對換。


圖I是基頻和共振峰頻率分布的變化圖。圖2是可自學習情侶聲音對換機的結(jié)構圖，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是可自學習情侶聲音對換機流程圖。主要分為步1.自學習得到目標函數(shù)； 2.輸入兩聲音，計算頻率差；3.調(diào)整目標函數(shù)；4.對換原始聲音存儲I區(qū)和II區(qū)數(shù)據(jù)；5.轉(zhuǎn)換，播放。
具體實施例方式對照附圖2進行說明
首先，開啟“學習”功能，獲得目標函數(shù)，學習結(jié)束后，指示燈提示；
第二，用數(shù)據(jù)線連接兩機，啟動“對換”按鈕，拷貝學習目標函數(shù)到對方對換機上；
第三，啟動“對比”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)整目標函數(shù)，存入聲音轉(zhuǎn)換IC ；
第四，啟動“錄制”按鈕，錄制對話聲音；
第五，啟動“播放”按鈕，播放兩人聲音；按下“對換”按鈕，對換男女聲音。
權利要求
1.一種可自學習的情侶聲音對換機，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情侶聲音進行對換，保證原聲音的音色和音調(diào)。
2.根據(jù)權利要求I所述的所述的可自學習情侶聲音對換機，其特征是采用DSP作為主控芯片，基于神經(jīng)網(wǎng)絡B-P模型，實現(xiàn)對原聲基頻和共振峰頻率的學習和分析，以得出目標函數(shù)，對應神經(jīng)網(wǎng)絡即為權值。
3.根據(jù)權利要求I所述的所述的可自學習情侶聲音對換機，其特征是可以經(jīng)頻譜分析儀對原始聲音I和II進行對比，得出兩聲音的基頻差，并調(diào)整目標函數(shù)至。
4.根據(jù)權利要求I所述的所述的可自學習情侶聲音對換機，其特征是將存儲器分為四個區(qū)原始聲音I區(qū)、目標聲音I區(qū)、原始聲音II區(qū)和目標聲音II區(qū)，分別由不同的起始地址指示，播放時，可以選擇原聲播放，也可以選擇將男女聲音對換后播放。
5.根據(jù)權利要求I所述的所述的可自學習情侶聲音對換機，其特征是在對換兩人聲音時，只需將原始聲音I區(qū)和II區(qū)的聲音對換即可，對DSP而言，只需將指針指向?qū)Ψ降刂芳纯?，方便軟件和硬件實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明是一種可自學習的情侶聲音對換機，屬于聲音信號處理領域，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，實現(xiàn)了對兩人聲音的對換。應用神經(jīng)網(wǎng)絡自學習技術，分析原始聲音基頻和共振峰頻率的關系，得到轉(zhuǎn)換目標函數(shù)；再經(jīng)過頻譜分析儀對比兩聲音基頻差，修正目標函數(shù)，即可得到轉(zhuǎn)換函數(shù)。分別將原始聲音I，II和目標聲音I，II存儲在存儲器的四個分區(qū)中，由DSP指針指示。對換聲音時，只需將原始聲音區(qū)對換，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換后重現(xiàn)對話場景，可以解決溝通不當引起的爭端。
文檔編號G10L13/00GK102682766SQ20121014582
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月12日 優(yōu)先權日2012年5月12日
發(fā)明者葉子晟, 唐厚君, 趙偉, 陳恩策, 黃瑩 申請人:黃瑩