語(yǔ)音信號(hào)MP稀疏分解快速算法及在語(yǔ)音識(shí)別中的初步應(yīng)用.pdf

1、語(yǔ)言是人類交流最直接的方式，因此研究語(yǔ)音信號(hào)的表示方法具有重要意義。基于Matching pursuit(MP)的語(yǔ)音信號(hào)稀疏分解由于其表示方法的優(yōu)越性得到了廣泛應(yīng)用。但是該算法的速度和存儲(chǔ)量仍然是制約其應(yīng)用的瓶頸。雖然語(yǔ)音信號(hào)MP稀疏分解算法經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)，但分解質(zhì)量或速度仍不能令人滿意。有學(xué)者利用FFT改進(jìn)信號(hào)MP稀疏分解，但是這種算法在實(shí)際應(yīng)用中并沒有考慮到語(yǔ)音信號(hào)是實(shí)函數(shù)的特點(diǎn)，而FFT是基于復(fù)數(shù)運(yùn)算的，算法與信號(hào)模型之間不匹配。

2、 本文以語(yǔ)音信號(hào)為研究對(duì)象，根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)具有類周期的結(jié)構(gòu)特性采用余弦過(guò)完備原子庫(kù)，在其上進(jìn)行基于MP的語(yǔ)音信號(hào)稀疏分解。從而在保證重構(gòu)語(yǔ)音信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)較大幅度的縮小了原子庫(kù)，進(jìn)而節(jié)省了存儲(chǔ)空間和計(jì)算時(shí)間。論文中通過(guò)多次計(jì)算機(jī)仿真證明了余弦過(guò)完備原子庫(kù)對(duì)于具有類周期特性的信號(hào)比Gabor原子庫(kù)能取得更好的分解重構(gòu)效果。 本文還利用FHT改進(jìn)基于MP的語(yǔ)音信號(hào)稀疏分解算法。算法首先根據(jù)“波形相同”這一等價(jià)關(guān)系對(duì)過(guò)完備原子庫(kù)

3、進(jìn)行集合劃分。在保證語(yǔ)音信號(hào)稀疏分解效果不變的前提下，減少原子庫(kù)中原子的個(gè)數(shù)，縮小搜索范圍。然后結(jié)合語(yǔ)音信號(hào)是實(shí)函數(shù)而FHT也同為實(shí)函數(shù)運(yùn)算，將計(jì)算量巨大的內(nèi)積運(yùn)算轉(zhuǎn)換成一次循環(huán)相關(guān)運(yùn)算，并利用FHT實(shí)現(xiàn)循環(huán)相關(guān)運(yùn)算。該算法充分利用了信號(hào)與原子的內(nèi)積運(yùn)算和循環(huán)相關(guān)運(yùn)算以及循環(huán)相關(guān)運(yùn)算和離散哈特萊變換之間的關(guān)系，大大地提高了語(yǔ)音信號(hào)MP稀疏分解的速度。該算法相比利用FFT改進(jìn)MP稀疏分解復(fù)數(shù)運(yùn)算節(jié)省了一半的存儲(chǔ)空間，同時(shí)進(jìn)一步提高了分解的