男女声识别系统

1、男女声识别系统男女声判别赵浩(15133105)电子学院 电子与通信工程20152摘要本文通过对男性和女性声音语言特征的研究， 发现男女声的基音频率存在较大的差异，并利用 MATLA毁计并运行了基于基音频率分析的男女 声识别系统的算法。关键词：男女声识别 基音频率MATLAB一.引言人类基音的范围约为70350Hz左右，由于 生理结构的不同，男性与女性的声音呈现出 不同的听觉特征，男声的基音频率大都在 100200Hz之间，而女声则在 200350Hz 之间；在会话中，同一发声者的基音频率变 化的统计结果，如图一所示。1DQ200300平均苓音菠率 图一国音频率的平均倍和行准差女声与男声相比，

2、前者的平均值、标准差都为后 者的两倍左右。不同发音者的基音频率分布如图 二所示，在对数轴上男声，女声f分别呈现正态 分布，男声的基音频率的平均值和标准差分别为 125Hz及20Hz。女声约为男声的2倍。鉴于男女 声音在基音频率的明显差异，基音频率可作为男 女声识别的依据。1.2.二.设计任务和要求1.2.二.设计任务和要求要求：通过音频分析，识别出男声与女声。任务：(1)录若干个男声、女声信号。(2)分析信号的频谱，观察不同性别声音信号的频谱特点(3)设计识别算法，判断出男声、女声。三.方案论证利用低通滤波器滤除多次谐波及共振峰等 高频成分得到近似的基音信号，此法可以用 硬件电路构成滤波器实现

3、基音信号的粗略提 取，避免了大量算法分析和数据处理，实现 起来相当简单。为了证明这种方法的有效性， 用计算机声卡录制了近10名男女同学的单 音、词组和句子的WAVC件。在MATALBh编写程序进行仿真四.方案实现1.将男女声信号通过400Hz低通滤波后的仿真 波形进行比较，我们将男女声信号通过八阶 低通滤波器，其截至止频率设定为400Hz，仿 真结果如图三所示。从图形上我们可以看到， 通过400Hz的低通滤波器后，男女声输出为 约120Hz左右周期性信号（非单频正弦波）； 女声输出约250Hz左右周期性信号，其波形 接近正弦波。这说明经过400Hz低通滤波器 后，女声声音主要由基音信号构成，而

4、男性 声音的非正弦性是由于其二次谐波及共振峰 的存在的结果。2.将男女声信号通过200Hz低通滤波器后的 仿真波形进行比较。将男、女声输入信号经 过八阶数字滤波器滤波，截止频率设定为 200Hz男声、女声及其通过200Hz低通滤波 后的波形如图四所示：2.用古音时域国罐20DK源通潺旅后放大时口 10用古音时域国罐20DK源通潺旅后放大时口 10Q 1而7经必HZ岷通浊城后地卜纪城国从上面的波形我们看出，经过 200Hz的低 通滤波器，男声输出为较好的正弦波（基 音信号），而女生基本上没有信号通过。附录MATLAEgfffunction ds(file,r) y,fs=audioread(fi

5、le);y=y(：,i);yy=downsample(y,r); % 降采样建立一个信号等长的序列 建立时间序列，作为横坐标 图1:时域波形图作图建立一个信号等长的序列 建立时间序列，作为横坐标 图1:时域波形图作图n=0:length(t)-1;%time=n/fs;%subplot(2,1,1);%plot(time,t);%title（,音频信号波形图）%标题xlabel（ 时间/s）;% 标注横坐标ylabel（幅值）;% 标注纵坐标grid on;%打开网格线%频域图像N=length(t);%取信号矩阵的长度Y1=fft(t,N);%N点傅里叶变换mag=abs(Y1);%取模f=

6、n*fs/N;%频率序列subplot(2,1,2);%图2:频谱图1/2作图plot(f(1:fix(N/2),mag(1:fix(N/2);title（音频信号fft频谱图）;标题xlabel（频率/Hz）;% 标注横坐标ylabel（ 幅度）;% 标注纵坐标grid on;%打开网格线%=基音频率提取=,index=max(t);timewin=floor(0.015*fs);xwin=t(index-timewin:index+timewin);y,=xcov(xwin);ylen=length(y);halflen=(ylen+1)/2 +30;yy=y(halflen: ylen);,maxindex = max(yy);fmax=fs/(maxindex+30);disp(file,基音频率为,n