语音信号的短时能量

一、语音信号短时能量的作用

1、短时能量可以区分清音和浊音,因为浊音的能量要比清音的大得多;
清音:释义是轻柔的声音;发音时声带不振动的音,如p、t、k (pa, te , ke)
浊音:将发音时声带振动的音称为浊音,如b、d、g (ba, de, ge)
2、对声音段和无声段进行判定;
3、对声母和韵母分界;
4、连字的分界等。

二、怎么计算语音信号的短时能量

1、短时能量的定义

对于信号{x(n)},其短时能量的定义如下:
在这里插入图片描述
  En 表示在信号的第n个点开始加窗函数时的短时能量,窗函数可选矩形窗和汉明窗等;短时能量可以看作语音信号的平方经过一个线性滤波器的输出,该线性滤波器的单位冲激响应为h(n)。
矩形窗的公式:
在这里插入图片描述
汉明窗的公式:
在这里插入图片描述

2、语音信号短时能量的计算

两个问题:
(1)一帧能量
  因为语音信号是随时间变化的,所以其能量也是随时间变化的,所以在计算数字化的语音信号的能量时,并不是计算整体的能量,而是按帧来计算每一帧的能量,参考网上文章一般是已256个采样点为一帧。
  我计算了一下,256个采样点的时长大约是5-6ms,远比分帧加窗时的分帧时间还短(20~30ms)。但是,这里计算的是能量,帧与帧之间不会重叠,比如第一个256个采样点为第一帧,则接下来的256个采样点为第二帧,……最后剩下的可能小于256个采样点为最后一帧。分割得越小,计算的能量越准确。每一帧的能量是将每个采样点带入上述能量计算并求和得出。
(2)时间的计算
  这里的时间涉及到化能量的波形图,因为256个采样点的能量和为一个能量值,所以计算时间的方式需要改变,具体修改方式如下:

time = np.arange(0, nframes) * (1.0 / framerate)  #之前的时间 
time1 = np.arange(0, nframes/256) * (1.0 / framerate)*256  # 修改后的时间

  因为能量点数缩小了256倍,所以时间的长度也要随之缩小,可以用总的采样点数除以256得到对应的时间点,但是能量的时间也应该与原波形图的时间对应,所以要在后面乘上一个256才行,否则在同一个点上的时间是之前时间的1/256。

三、代码实现

  我用中文数字0-9的语音来举例,大家可以自己录制一个wav语音文件进行尝试。

import wave
import numpy as np
from matplotlib 
### 回答1: ESP32 Arduino定时器中断是一种在ESP32开发板上使用Arduino编程语言实现的中断方式。它可以在预定的时间间隔内触发中断,从而执行特定的任务。在ESP32中,定时器中断可以用于控制LED灯的闪烁、读取传感器数据等应用场景。通过使用定时器中断,可以提高系统的响应速度和效率,从而实现更加复杂的功能。 ### 回答2: ESP32 Arduino定时器中断是一种常见的硬件中断,可以让我们按照一定的时间间隔来执行程序。我们可以通过在ESP32芯片上配置一个或多个定时器,让它们在指定的时间间隔内触发中断,并执行我们指定的代码。 在ESP32中使用定时器中断,我们需要使用适当的库和API,以获取最佳性能和可靠性。例如,我们可以使用"esp_timer.h"库提供的"esp_timer_create()"函数来创建定时器。 创建定时器后,我们需要通过调用"esp_timer_start_periodic()"函数来设置定时器的间隔时间,并启动定时器。这个函数需要我们传入"handle"(由"esp_timer_create()"函数返回)和时间间隔(以微秒为单位)两个参数。 当定时器中断被触发时,我们需要在回调函数中添加我们想要执行的代码。这可以通过创建一个函数并将其作为回调函数传递给"esp_timer_start_periodic()"函数来实现。 在回调函数中,我们可以执行任何适当的操作,例如打开或关闭LED,读取传感器值或者执行其他计算操作。我们也可以使用全局变量来共享数据,以在回调函数和主代码之间进行通信。 总之,ESP32 Arduino定时器中断可以有效地提高程序的性能和可靠性,特别是在需要实时响应的应用程序中。我们只需要注意一些注意事项,例如保持定时器间隔时间合理,并在回调函数中执行适当的操作。 ### 回答3: ESP32是一块功能强大的微控制器,它不仅支持多种通信协议,还拥有丰富的硬件资源。其中定时器中断是使用ESP32进行编程的常见技术之一, 该技术可以帮助开发人员按照精确的时间间隔执行任务。 在ESP32中,有多个硬件定时器可以使用。这些定时器有自己的计时器和计数器,可以精确地测量时间。定时器中断就是指当计时器或计数器达到特定值时,会触发中断,并执行中断处理程序。 针对ESP32,使用Arduino IDE或其他开发工具编程都可以。例如使用Arduino IDE,可以通过编写以下代码来启用定时器并设置定时器中断: ```c++ hw_timer_t * timer = NULL; //创建定时器变量 //中断处理 void IRAM_ATTR onTimer() { // 处理定时器中断任务 } void setup() { //创建一个1毫秒的定时器,定时器0默认禁用 timer = timerBegin(0, 80, true); timerAttachInterrupt(timer, &onTimer, true); // 附加中断 timerAlarmWrite(timer, 1000, true); // 定时1毫秒 timerAlarmEnable(timer); // 启用定时器中断 } void loop() { //主循环 } ``` 在上述代码中,我们首先创建一个定时器对象`timer`,然后定义了一个中断处理函数`onTimer()`。接着在`setup`函数中,我们通过调用`timerBegin`函数创建了一个定时器,并使用`timerAttachInterrupt`函数将中断处理函数附加到定时器中断上。使用`timerAlarmWrite`函数设置定时器计数器的周期,使用`timerAlarmEnable`函数启用定时器中断。最后,在`loop`循环中处理其他任务。 使用ESP32的定时器中断,可以实现周期性任务的精确控制。例如,可以使用定时器中断来读取或发送数据、控制LED灯、检测传感器、驱动电机等。总之,ESP32的定时器中断是一种十分有用的技术,可以为开发人员提供更加准确和高效的解决方案。
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