Коррекция формант

Коррекция формант
при сдвиге высоты тона
Вокальный спектр
и форманты

Пример спектра звука «о»
Форманты: 1 кГц, 4 кГц, 10 кГц
Вокальный спектр
и форманты

Пример спектра звука «и»
Положение формант отличается от «о»
Вокальный спектр
и форманты

Пример спектра звука «и» с другой высотой
Положение формант почти не изменилось
Кепстр

Кепстр – спектр от спектра:
Cepstrum( x[n])  FFT log FFT ( x[n]) 

Зачем нужен?
► Отлавливает периодичности в спектре (т.е.
гармоническую структуру)
► Первые коэффициенты характеризуют огибающую
спектра
Кепстр

Сигнал, его спектр и кепстр:
Выделение формант




Как получить огибающую спектра?
Удалить из кепстра все «частоты» выше пика,
соответствующего основному тону и применить к
кепстру IFFT (т.е. перевести обратно в спектр)
Фактически это эквивалентно фильтрации спектра
НЧ-фильтром
Полученная огибающая и будет описывать
форманты
Коррекция формант




Как скорректировать спектр, чтобы вернуть
форманты на свои места?
Пусть сдвиг высоты тона вверх равен k
Имеем «сдвинутую» огибающую спектра envs ( f )
Хотим придать сдвинутому спектру «исходную»
огибающую:
env ( f )  env (k  f )
o

s
Как? Домножаем спектр на корректирующую
функцию:
H( f ) 
envo ( f ) envs (k  f )

envs ( f )
envs ( f )
Коррекция формант

Схема корректора формант
Cepstrum
x[t]

ceps.
Suppress F0
IFFT
envs(f)
STFT
Сигнал раскладывается в STFT-банк
фильтров, и к нему применяется частотная
коррекция H(f) (зависящая от времени)
H(f)
·
ISTFT
y[t]
Результаты

Сдвиг высоты тона без коррекции формант
Результаты

Сдвиг высоты тона с коррекцией формант
Где применять?
1.
Вокал
► Полный или неполный сдвиг формант
► Разрешение по времени
2.
Соло-инструменты
► Форманты у инструментов
► Определение основного тона