B2M31ZRE - cvičení 2
Základní časové a spektrální charakteristiky řečového signálu
Úkoly k vypracování na cvičení:
- Výpočet základních charakteristik řeči.
- Vytvořte v MATLABu funkce odhady základních časových
charakteristik v segmentech konečné délky.
- Vstupní parametry daných
funkcí budou:
- vektor s analyzovaným signálem
- vzorkovací kmitočet signálu
- délka okna pro segmentaci v milisekundách
- posun okna pro segmentaci v milisekundách
- Výstupními parametry daných
funkcí budou:
- 1. výstupní parametr - sloupcový vektor (matice) s odhadovanou
charakteristikou, kde na každém řádku je parametr (parametry) pro
jeden analyzovaný segment,
- 2. výstupní parametr - sloupcový vektor s časem začátku každého segmentu.
- Použijte signál SA176S01.CS0 - raw data
bez hlavičky, fs=16000 Hz, pro načtení do MATLABu
použijte funkci loadbin.m
- Možná struktura programu pro výpočet výkonu a intenzity mypwr.m
- Vypočítejte následující parametry:
- Energie
- Výkon
- Výkon v dB
- RMS
- Intenzita
- Počet průchodů nulou (ZCR: zero-crossing-rate)
- Výsledek: průběh energie v signálu
SA176S01.CS0 pro délku segmentu
30ms, 10ms, 5ms, 1ms
- Opakujte pro signál mc20bc116016.ils_a - raw data bez hlavičky, fs=44100 Hz.
- Výsledek:
- Zobrazte časový průběh signálu a průběh krátkodobého výkonu
v dB v on-line nahrané promluvě délky 5s pro délku segmentu
32ms s 50% překryvem.
- Ze zobrazeného výkonu v dB určete SNR nahraného signálu.
- Výpočet spektrálních charakteristik promluvy.
- Určete spektrogram výše uvedených signálů přičemž nastavte
následující parametry analýzy (vysvětlete rozdíly):
- délka segmentu 32 ms, překryv oken 50%, Hammingovo váhovací okénko
- délka segmentu 5 ms, překryv oken 50%, Hammingovo váhovací okénko
- délka segmentu 5 ms, překryv oken 50%, Hammingovo váhovací
okénko, doplneni nulami na NDFT 512
- Pro výše uvedené případy sledujte a srovnejte v MATLABu krátkodobé
spektrum vybraného segmentu.
- Sledujte vliv preemfáze ve spektrogramu řečového signálu.
- Výsledek :
Zobrazte časový průběh a
spektrogram on-line nahrané promluvy délky 5 s pro délku segmentu krátkodobé analýzy
32ms s 50% překryvem bez preemfáze a s preemfází.
Další úkoly pro samostatnou práci
- Srovnání analýzy výkonu v MATLABu, Praatu a Wavesurferu
- Pracujte se signálem mc20bc116016.ils_a - raw data bez hlavičky, fs=44100 Hz,
- zobrazte výkon v Praatu (menu Intensity),
- vypočítejte výkon dle výše uvedené funkce v MATLABu a srovnejte
výsledky v Praatu a MATLABu,
- realizujte výpočet v MATLABu tak, aby byly výsledky v Praatu a
MATLABu stejné (drobné odchylky jsou přípustné)
- realizujte výpočet výkonu také ve Wavesurferu (panel Power plot) a
nastavte parametry tak, abyste dosáhli stejných výsledků jako v
předchozích dvou případech.
- Srovnání spektrální analýzy v MATLABu, Praatu a Wavesurferu
- Pro
signály SA176S01.CS0 (raw data
bez hlavičky, fs=16000 Hz, pro načtení do MATLABu
použijte funkci loadbin.m) a mc20bc116016.ils_a
(raw data bez hlavičky, fs=44100 Hz) sledujte výpočet spektrogramu v
Praatu a Wavesurferu.
- Zobrazte si spektrogram pro různé parametry, zejména volte
odlišnou délku okna a nastavení preemfáze.