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题目:电子人工喉语音增强方法的研究与实现

关键词:电子人工喉;语音增强技术;谱减法;语音转换技术;数字信号处理器

  摘要


  喉癌是威胁人类健康的恶性肿瘤之一。目前治疗喉癌(尤其是晚期喉癌)最为有效的方式是全喉切除术,但是术后语音功能的丧失,给患者带来极大痛苦,寻找新的语音发声方式成为术后患者的首要任务。

  电子喉发声是喉切除患者最为常用的语音发声方式之一。然而,现有电子喉发声存在辐射噪声大、发声机械不自然等诸多缺陷,严重影响了喉切除患者的日常生活。因此,如何改善电子喉语音质量,确保喉切除患者沟通顺畅,已成为诸多研究者的目标。

  本论文针对电子喉语音存在的上述问题,分别从噪声消除和语音转换两个角度对电子喉语音增强方法进行了研究。首先,探究了谱减法对变频电子喉语音去噪效果,应用不同谱减法对变频电子喉语音进行了去噪处理,并采用主观与客观方法对处理后语音进行了评价。结果表明,该类方法可以提高变频电子喉语音的可接受度,但是对于语音的基频和可懂度影响不大。

  其次,为了使电子喉语音发声更自然,本文对电子喉语音转换方法进行了研究。比较了三种常用语音转换方法(LPC、MFCC以及STRAIGHT)的特征参数、算法复杂度和转换后语音质量,验证了算法的有效性,确定了基于LPC的语音转换方法作为最终的DSP平台的电子喉语音转换方法。

  最后,搭建了基于TMS320VC5509ADSP的电子喉语音转换平台,完成了基于LPC的电子喉语音转换算法的移植,实现了电子喉语音的实时转换,并对算法的效率和语音转换质量进行了评估。结果表明,该算法的设计满足实时性要求,但转换语音质量仍需提高。

  本文对电子喉语音增强方法的研究与实现,有助于解决变频电子喉辐射噪声问题,并为电子喉语音实时转换系统的研发提供参考。