語音識別之——mfcc什麼是漢明窗,為什麼加漢明窗
為什麼要加漢明窗?什麼叫加窗?
在訊號處理中,可以說加窗處理是一個必經的過程,因為我們的計算機只能處理有限長度的訊號,因此原始訊號X(t)要以T(取樣時間)截斷,即有限化,成為XT(t)後再進一步處理,這個過程式就是加窗處理,但什麼時候用什麼窗呢?這時我們就要對所需用到的函式窗做一定的瞭解。在平時,我們用得最多的是矩形窗,這個也很容易理解,好像我們屋子裡的視窗一樣,透過視窗我們可以看到外面的世界,但在如果我們理視窗遠一些的話,我們的看到的範圍將減少,越遠就越小。實際的訊號處理過程中,我們用的矩形窗,但矩形窗在邊緣處將訊號突然截斷,窗外時域資訊全部消失,導致在頻域增加了頻率分量的現象,即頻譜洩漏。避免洩漏的最佳方法是滿足整週期取樣條件,但實際中是不可能做到的。對於非整週期取樣的情況,必須考慮如何減少加窗時造成的洩漏誤差,主要的措施是使用合理的加窗函式,使訊號截斷的銳角鈍化,從而使頻譜的擴散減到最少。
首先介紹一下為什麼要用函式窗:函式窗的主要用於對截斷處的不連續變化進行平滑,減少洩漏。此外,加窗處理還有很多其它的原因,如減少噪聲干擾、限定測試的持續時間、從頻率接近的訊號中分離出幅值不同的訊號……
常見的幾種窗的基本指標:
一個窗是否合適:窗譜主瓣寬度就儘可能的窄,且能量集中在主瓣內,以獲得較陡的過渡帶;窗譜旁瓣與主瓣相比應儘可能的小,旁瓣能量衰減要快,以利於增加阻帶衰耗。
漢明窗就是訊號視窗的一種,在matlab中執行命令,畫出plot(hamming(100))的圖如下:
它主要部分的形狀像sin(x)在0到pi區間的形狀,而其餘部分都是0.這樣的函式乘上其他任何一個函式f,f只有一部分有非零值。
為什麼漢明窗這樣取呢?因為之後我們會對漢明窗中的資料進行FFT,它假設一個窗內的訊號是代表一個週期的訊號。(也就是說窗的左端和右端應該大致能連在一起)而通常一小段音訊資料沒有明顯的週期性,加上漢明窗後,資料形狀就有點週期的感覺了。
因為加上漢明窗,只有中間的資料體現出來了,兩邊的資料資訊丟失了,所以等會移窗的時候,只會移1/3或1/2窗,這樣被前一幀或二幀丟失的資料又重新得到了體現。
簡單的說漢明窗就是個函式,它的形狀像窗,所以類似的函式都叫做窗函式。希望你能明白。
2.加Hanmming窗的作用
現在在看G.723.1,對語音編碼剛入門,
發現在對訊號進行LPC分析前,對訊號乘以一個Hamming 窗,
乘法是:訊號直接乘以一個HammingWindowTable中的值,這個加窗有什麼作用?
如果是限制頻寬的話, 在時域應對訊號應做卷積的, 不明白,請賜教
因為要處理的是無限長序列中的一段,所以必須對這段序列加窗採集出來。
典型的視窗大小是25ms,幀移是10ms。漢明窗函式為
W(n,α ) = (1 -α ) - α cos(2*PI*n/(N-1)),0≦n≦N-1
一般情況下,α取0.46 。
誰能解釋一下這個函式嗎?我實在是不理解,謝謝.
由於直接對訊號(加矩形窗)截斷會產生頻率洩露,為了改善頻率洩露的情況,加非矩形窗,一般都是加漢明窗,因為漢明窗的幅頻特性是旁瓣衰減較大,主瓣峰值與第一個旁瓣峰值衰減可達40db。
舉例:
a=wavread('jiasiqi.wav'); %將音訊訊號jiasiqi.wav讀入
subplot(2,1,1), %分配畫布,一幅圖上共兩個圖,這是第一個
plot(a);title('original signal'); %畫出原始訊號,即前面這個音訊訊號的原始波形
grid %新增網格線
N=256; %設定短時傅立葉變換的長度,同時也是漢明窗的長度
h=hamming(N); %設定漢明窗
for m=1:N %用漢明窗擷取訊號,長度為N,主要是為了減少截斷引起的柵欄效應等
b(m)=a(m)*h(m)
end
y=20*log(abs(fft(b))) %做傅立葉變換,取其模值,即幅頻特性,然後用分貝(dB)表示
subplot(2,1,2) %分配畫布,第二副圖
plot(y);title('短時譜'); %畫出短時譜
grid %新增網格線
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