[发明专利]一种便携式汉语声调学习机的语音处理方法

权利要求书

1.一种便携式汉语声调学习机的语音信号处理方法，所述的声调学习机除具有 一般学习机的声调复读功能外，还能同时显示刚复读的和标准的二条声调曲线， 既有形象化的表示差别，又有用文字方式提示二者之间的具体差别；所述的语音 信号处理方法分为预处理，数据的运算，结果的显示三个大环节；

1)、所述的预处理：

(a)掐头去尾：把采集的语音信号，以时间为横轴，以声音幅度为纵轴，画出记 录的语音波形图，若整个记录时间长度为T，则把语音开始和终了的各百分之五 的时间长度波形去掉，把剩下的语音记录90％T作为数据处理的依据，只从这 里提取声调信息；

(b)语音特点粗估：先将正式记录的语音信号通过带通滤波器，再用频谱分析确 定其所含频率成分，取其峰值突出的最低和最高频率值作为参照点，并考虑可能 的误差，记下此二频率值的中心频率数值，供后面处理步骤中选参数用；

(c)把正式语音记录长度，等分成十等份，然后各段自我复制；其复制方法为：

以开始点的幅值和斜率为参照点，从该段数据终点时间往前推，一直前推，即找 到前面某时刻的幅值与斜率和参照点的都相同的点或基本相同的点，把二点重 合，形成一个闭合的曲线，如此重复；而重复次数，或达到的数据长度大小，则 以对测试结果所希望精度为依据；

2)、所述的数据的运算

将经预处理环节的数据列再依次经过选带付里叶分析数据流程处理：首先让数据 列进入乘法器去和刚才记下的中心频率值的指数函数相乘，这便得到一个新的复 值序列，它使原频谱的坐标产生平移；再让其经过数字低通滤波器，去掉选带外 的频率成分，再以新的采样频率重新对经滤波后的数据列采样；此新的采样频率 与细化倍数有关，是原来采样频率的1/M，M代表原有分析带宽与新的分析带 宽之比，称为细化倍数；把新采样得到的数据列送去作付里叶分析；则频谱图中 幅值最大的频率分量为所求时段基频频率值；此时在负频率区所出现的复数结果 都是有效的，因为这个计算过程中所出现的负频率成分，实际上是低于中心频率 的原始频率；做过这样处理后，再记录下频率值及相应的时间点，以留作图及查 询用；

3)、所述的结果的显示

把刚复读后分析出的基频频率值，换算成对应的五度标调，并画成相应的声调曲 线，同时用不同颜色在同一画面显示出刚得到的及标准的声调曲线，并用文字描 述它们的差别；这样做，既有直观的形象显示，又有具体的定量提示，以供学习 者使用。

2.根据权利要求1所述的语音信号处理方法，其特征在于：

在所述的步骤1)(c)中，是通过自我复制的方法来增大原始数据量的。

3.根据权利要求1所述的语音信号处理方法，其特征在于：

在所述的步骤2)中，所使用的低通滤波器为椭圆型滤波器，而其低通带宽又是 随使用者而变化的。