Новый подход к вычислению линейных спектральных частот речевых сигналов, основанный на свойстве межфреймовой упорядоченности

摘要

Рассмотрена актуальная задача поиска линейных спектральных частот (ЛСЧ), являющихся альтернативной формой представления полюсной модели голосового тракта. Проведено исследование взаимного расположения ЛСЧ на смежных квазистационарных временных интервалах (фреймах). На основании этого предложен новый подход к вычислению ЛСЧ, состоящий из двух этапов - локализации ЛСЧ и их точного вычисления. Показано, что этап локализации эффективно сводится к проверке свойства межфреймовой упорядоченности ЛСЧ. Продемонстрировано, как для ускорения стадии точного вычисления ЛСЧ могут быть использованы их значения, найденные на предыдущем фрейме. В результате тестирования различных речевых сигналах продемонстрировано сокращение количества операций до 2.5 раз по сравнению с версией метода, не использующей априорную информацию о взаимном расположении ЛСЧ на смежных фреймах, и до 3.4 раз по сравнению с широко используемым методом Кабала. Кроме того, показано, что максимальные (пиковые) вычислительные затраты предложенного метода меньше не только минимальных затрат метода Кабала, но и минимальных затрат ускоренной комбинации метода Кабала с методом Ньютона. Это свидетельствует о предпочтительности использования разработанного метода в системах реального времени.