基于Zoom-FFT算法的实时频谱分析方法

1

作者 李浩 王煌辉 +2 位作者 曹佳伟 卫洋斌 李旭阳 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第7期32-44,共13页

随着现代通信与信号处理系统对实时性和高分辨率需求的不断提升,传统快速傅里叶变换(FFT)在频谱分析中存在频率分辨率与带宽之间的矛盾逐渐突显,难以兼顾实时处理与高精度分析的需求。针对这一问题,提出了一种基于Zoom-FFT算法的实时频... 随着现代通信与信号处理系统对实时性和高分辨率需求的不断提升,传统快速傅里叶变换(FFT)在频谱分析中存在频率分辨率与带宽之间的矛盾逐渐突显,难以兼顾实时处理与高精度分析的需求。针对这一问题,提出了一种基于Zoom-FFT算法的实时频谱分析方法,旨在通过局部频谱细化技术,在降低计算复杂度的同时实现高分辨率频谱分析,并满足实时性要求。该方法通过数字下变频技术将目标频段信号搬移至基带,采用多级抽取滤波对信号进行降采样和低通滤波,在压缩数据量的同时保留目标频段特征通过FFT算法对降采样的信号进行局部高分辨率计算,提升了对微弱信号的检测能力,同时引入重叠帧技术减少频谱泄漏与提升频谱更新速率。最后在现场可编程门阵列(FPGA)硬件上完成部署和验证。实验结果表明,在250 MHz采样率下,该方法对50 kHz带宽信号的频率分辨率达到了1 kHz,通过FPGA并行化架构优化,增强了数据处理效率。该方法通过流程创新与硬件加速协同,为通信信号监测与雷达脉冲分析等场景提供了高实时性、高精度的频谱分析方案。 展开更多

关键词 实时频谱 ZOOM-FFT 重叠帧 加窗 频谱计算

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基于重叠相加法优化的有源噪声控制方法

2

作者 郇站丞 周邵萍 《机电工程技术》 2025年第23期26-33,共8页

针对有源噪声控制系统在采用时域算法时因线性卷积导致的自适应滤波器参数计算量过大以及降噪效果受限的问题,提出了一种基于重叠相加法(Overlap-Add,OLA)优化的双通道频域滤波最小均方误差(FDFxLMS)控制方法。该方法通过将滤波器分块处... 针对有源噪声控制系统在采用时域算法时因线性卷积导致的自适应滤波器参数计算量过大以及降噪效果受限的问题,提出了一种基于重叠相加法(Overlap-Add,OLA)优化的双通道频域滤波最小均方误差(FDFxLMS)控制方法。该方法通过将滤波器分块处理,并利用OLA方法实现频域滤波系数的快速迭代,从而显著降低计算量,同时保证了降噪性能。研究中使用最小均方算法对次级通道进行精确建模,并搭建了基于OLA优化的双通道频域有源噪声控制模型,以TMS320C5509A型数字信号处理器为平台,将优化算法与传统时域双通道滤波最小均方误差算法(FxLMS)进行对比分析。实验结果表明,该优化方法在特定频率噪声控制中表现出显著优势,分别实现了平均13 dB和15 dB的降噪效果,同时系统计算量降低至传统方法的1/28.5,提升了计算效率与降噪性能。 展开更多

关键词 有源噪声控制 最小均方误差 重叠相加 双通道系统

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基于异构多核可编程系统的大点FFT卷积设计与实现 被引量：16

3

作者 张多利 沈休垒 +1 位作者 宋宇鲲 杜高明 《电子技术应用》 北大核心 2017年第3期16-20,共5页

如今FFT卷积广泛应用于数字信号处理,并且过去几年证实了异构多核可编程系统(HMPS)的发展。另外,HMPS已经成为DSP领域的主流趋势。因此,研究基于HMPS大点FFT卷积的高效地实现显得非常重要。基于重叠相加FFT卷积方法,设计一款针对输入数... 如今FFT卷积广泛应用于数字信号处理,并且过去几年证实了异构多核可编程系统(HMPS)的发展。另外,HMPS已经成为DSP领域的主流趋势。因此,研究基于HMPS大点FFT卷积的高效地实现显得非常重要。基于重叠相加FFT卷积方法,设计一款针对输入数据流的高效流水重叠相加滤波器。介绍了基于HMPS的大点FFT卷积实现,获得了高精度的滤波效果。此外,采用流水技术的滤波器设计,提高系统处理速度、数据吞吐率和任务并行度。基于Xilinx XC7V2000T FPGA开发板上的实验表明,参与运算的采样点越大,系统的任务并行度、处理速度和数据吞吐率就会越高。当采样点达到1M时,系统的平均任务平行度达到了5.33,消耗了2.745×10~6个系统时钟周期数,并且绝对误差精度达到10^(-4)。 展开更多

关键词 FFT卷积 重叠相加 算法映射 任务并行度 异构多核

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基于韵律特征参数的情感语音合成算法研究 被引量：8

4

作者 何凌 黄华 刘肖珩 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第7期2566-2569,2584,共5页

为了合成更为自然的情感语音,提出了基于语音信号声学韵律参数及时域基音同步叠加算法的情感语音合成系统。实验通过对情感语音数据库中生气、无聊、高兴和悲伤4种情感的韵律参数分析,建立4种情感模板,采用波形拼接语音合成技术,运用时... 为了合成更为自然的情感语音,提出了基于语音信号声学韵律参数及时域基音同步叠加算法的情感语音合成系统。实验通过对情感语音数据库中生气、无聊、高兴和悲伤4种情感的韵律参数分析,建立4种情感模板,采用波形拼接语音合成技术,运用时域基音同步叠加算法合成含有目标感情色彩的语音信号。实验结果表明,运用波形拼接算法,调节自然状态下语音信号的韵律特征参数,可合成较理想的情感语音。合成的目标情感语音具有明显的感情色彩,其主观情感类别判别正确率较高。 展开更多

关键词 情感语音合成 韵律参数 时域基音同步叠加 波形拼接 基音频率

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随机振动试验中时域随机化技术的研究 被引量：21

5

作者 王述成 陈章位 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期230-233,共4页

分析了目前时域随机化技术中直接加窗重叠所存在的频谱泄漏以及控制动态范围低等缺陷,针对这些缺陷进行了理论推导以及进行了基于不同加窗函数的控制试验对比,分析出了加窗函数造成频谱泄漏的主要原因。经过比较,采用了低旁瓣的汉宁窗,... 分析了目前时域随机化技术中直接加窗重叠所存在的频谱泄漏以及控制动态范围低等缺陷,针对这些缺陷进行了理论推导以及进行了基于不同加窗函数的控制试验对比,分析出了加窗函数造成频谱泄漏的主要原因。经过比较,采用了低旁瓣的汉宁窗,但又引入了时域周期性波动的新问题。最后在理论推导以及大量控制试验的基础上提出了以汉宁窗为加窗函数,在时域进行幅值修正的方法,并给出了幅值修正的系数公式。该方法成功地解决了频谱泄漏、控制动态范围低以及加窗造成时域信号周期性波动等问题,提高了系统的频谱控制精度和控制动态范围,并应用于实际随机振动试验控制系统中,取得很好的控制效果。 展开更多

关键词 随机振动试验 时域随机化 加窗重叠

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火电厂语音报警系统中的动态文语转换方法 被引量：4

6

作者 陈坚红 李蔚 +1 位作者 盛德仁 任浩仁 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1997-2001,共5页

针对火电厂实时动态语音报警系统的特点,提出了基于动态文语转换技术的火电厂实时动态语音报警系统的实现框架.阐述了实时、动态文语转换子系统的各组成部分,研究了基于基音同步叠加算法(PSOLA)的实时动态文语转换方法,讨论了采用组件... 针对火电厂实时动态语音报警系统的特点,提出了基于动态文语转换技术的火电厂实时动态语音报警系统的实现框架.阐述了实时、动态文语转换子系统的各组成部分,研究了基于基音同步叠加算法(PSOLA)的实时动态文语转换方法,讨论了采用组件对象模型(COM)技术进行包括语音合成数据库、文本预处理、韵律处理和语音波形的生成在内的程序实现的要点.分析测试的结果表明,采用这种方法合成的语音质量高、实时性好,完全可以应用到包括火电厂实时动态语音报警系统在内的其他实时语音处理场合中. 展开更多

关键词 火电厂 文语转换技术 基音同步叠加算法 语音报警

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基于听觉感知模型的多通道语音增强系统 被引量：3

7

作者 孟晓辉 肖灵 崔杰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第13期9-12,共4页

提出以模拟听觉感知模型的非均匀滤波器组为基础的多通道语音增强系统,与基于均匀滤波器组的语音增强系统相比,该方法达到相同频率分辨率所需的通道数较少。采用Itakura-Saito距离对系统进行客观评价,仿真结果表明,该系统增强后的语音... 提出以模拟听觉感知模型的非均匀滤波器组为基础的多通道语音增强系统,与基于均匀滤波器组的语音增强系统相比,该方法达到相同频率分辨率所需的通道数较少。采用Itakura-Saito距离对系统进行客观评价,仿真结果表明,该系统增强后的语音比均匀多通道系统增强后的语音具有更好的改善效果。 展开更多

关键词 全通变换 加权叠接相加 听觉感知模型 语音增强 Itakura-Saito距离

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一种模拟听觉感知模型的非均匀滤波器组 被引量：2

8

作者 孟晓辉 肖灵 崔杰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第29期140-143,共4页

结合均匀滤波器组的加权叠接相加法和短时全通变换,设计了一种可以模拟听觉感知模型的非均匀滤波器组。该滤波器组可用于实时信号处理。仿真结果显示,设计的非均匀滤波器组可以模拟Bark频率尺度,且具有比较理想的信号重建功能。

关键词 非均匀滤波器组 全通变换 加权叠接相加法 听觉感知模型

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高效宽带数字信道化单比特接收机 被引量：4

9

作者 常虹 赵国庆 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第2期212-216,共5页

针对电子战接收机的高效实现结构及高性能指标要求,提出了一种数字信道化单比特接收机方案.从传统STFT算法结构出发,推导出基于WOLA滤波器组的宽带数字信道化接收机高效结构,利用抽取倍数与信道数目无约束关系,在无需数据内插条件下,将... 针对电子战接收机的高效实现结构及高性能指标要求,提出了一种数字信道化单比特接收机方案.从传统STFT算法结构出发,推导出基于WOLA滤波器组的宽带数字信道化接收机高效结构,利用抽取倍数与信道数目无约束关系,在无需数据内插条件下,将单比特接收技术应用于该结构中,克服了宽带单比特接收机动态范围低和信道化接收机频率分辨率有限的缺点.仿真结果表明,该方案提高了信道化接收机的频率分辨率,且硬件实现效率高,运算复杂度低,瞬时动态范围取决于滤波器形状,能够满足电子战的实时性要求. 展开更多

关键词 宽带接收 短时傅里叶变换 数字信道化接收机 加权叠接相加结构 单比特接收机 频率分辨率 高效结构 实时性

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基于感知敏感成分划分的语音时长规整算法 被引量：4

10

作者 黄昊 郭立 李琳 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2008年第6期740-745,共6页

一般的同步叠加算法在进行语音时长规整时,当压扩程度较大且语音采样率较低时,所得合成信号的语音质量会显著下降。其原因在于忽略了语音本身各部分对感知的贡献,对感知敏感成分过度压扩会损害语音的感知质量。本文提出一种先识别语音... 一般的同步叠加算法在进行语音时长规整时,当压扩程度较大且语音采样率较低时,所得合成信号的语音质量会显著下降。其原因在于忽略了语音本身各部分对感知的贡献,对感知敏感成分过度压扩会损害语音的感知质量。本文提出一种先识别语音中的瞬态成分、稳态成分和安静成分,再对各部分采用不同压扩比进行同步叠加的时长规整算法。对语音信号的感知敏感成分压扩较小,希望能够提高合成语音质量。实验证明本方法对低采样率合成语音质量有显著改善,在低码率语音编码中可以有效提高编码效率。 展开更多

关键词 语音处理 时长规整 同步叠加 瞬态成分 梅尔倒谱系数

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一种CVSD丢包隐藏方法 被引量：2

11

作者 黄建军 张雄伟 +1 位作者 张亚非 邹霞 《解放军理工大学学报（自然科学版）》 EI 北大核心 2011年第4期307-311,共5页

CVSD语音编码算法具有抗比特错误能力强的优点,但对于无线分组网络环境下出现的丢包,算法性能急剧下降。为了提高CVSD编码器的抗丢包能力,在解码端嵌入丢包隐藏算法,采用自适应线性预测恢复CVSD解码器的状态,应用同步叠加时长调整技术... CVSD语音编码算法具有抗比特错误能力强的优点,但对于无线分组网络环境下出现的丢包,算法性能急剧下降。为了提高CVSD编码器的抗丢包能力,在解码端嵌入丢包隐藏算法,采用自适应线性预测恢复CVSD解码器的状态,应用同步叠加时长调整技术重建当前丢失的语音包,提出了一种适用于CVSD的丢包隐藏算法。语音测试结果表明,与现有的算法相比,该算法的抗丢包能力更强。 展开更多

关键词 连续可变斜率增量 丢包隐藏 自适应线性预测 同步叠加

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基于PSOLA与DCT的情感语音合成方法 被引量：5

12

作者 李勇 魏珰 王柳渝 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期278-282,291,共6页

情感语音合成可以增强语音的表现力,为使合成的情感语音更自然,提出一种结合时域基音同步叠加(PSOLA)和离散余弦变换(DCT)的情感语音合成方法。根据情感语音数据库中的高兴、悲伤、中性语音进行韵律参数分析归纳情感规则,调整中性语音... 情感语音合成可以增强语音的表现力,为使合成的情感语音更自然,提出一种结合时域基音同步叠加(PSOLA)和离散余弦变换(DCT)的情感语音合成方法。根据情感语音数据库中的高兴、悲伤、中性语音进行韵律参数分析归纳情感规则,调整中性语音各音节的基音频率、能量和时长。使用DCT方法对基音标记过的语音段进行基音频率的调整,并利用PSOLA算法修改基音频率使其逼近目标情感语音的基频。实验结果表明,该方法比单独使用PSOLA算法合成的情感语音更具情感色彩,其主观情感的识别率更高,合成的情感语音质量更好。 展开更多

关键词 情感语音合成 离散余弦变换 基音同步叠加 基频 时长 能量

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基于MATLAB的分段卷积计算 被引量：3

13

作者 徐庆征 彭丽 《苏州科技学院学报（工程技术版）》 CAS 2006年第2期88-90,共3页

线性卷积要求两个输入序列具有持续时间,但在实际应用中,可能遇到输入序列具有无限持续时间的情况。在这种情况下,分段卷积是一种有效的解决方案。文章讨论了计算分段卷积的两种方法。仿真试验表明,分段卷积方法正确且高效。

关键词 分段卷积 重叠保留 重叠相加

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汉语语音的时域声调转换方法 被引量：1

14

作者 王兵 苏恩泽 《数据采集与处理》 CSCD 1996年第1期10-13,共4页

简要地介绍了用于语音分析合成的时城基音同步叠加算法，在此基础上提出一种汉语语音时域声调转换方法。利用这种方法可以将一种声调的语音转换为另一种声调的语音，除微小的音质降低外，仍可保持较好的语音质量。这种方法直接对语音波... 简要地介绍了用于语音分析合成的时城基音同步叠加算法，在此基础上提出一种汉语语音时域声调转换方法。利用这种方法可以将一种声调的语音转换为另一种声调的语音，除微小的音质降低外，仍可保持较好的语音质量。这种方法直接对语音波形进行处理，具有计算简单、能在一般微型计算机上进行实时的特点。将之用于语音合成系统，可以通过相同声韵母的音节只存储一种声调的语音数据而大大降低音库的容量；用这种方法按照汉语语句的语调变化规律来合成语句，还可以较好地改善汉语语句合成的自然度． 展开更多

关键词 音调 语音合成 基音 叠加算法 汉语语音

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“数字信号处理”中分段卷积的教学探讨 被引量：4

15

作者 栗学丽 刘琚 《电气电子教学学报》 2011年第2期102-104,共3页

本文对"数字信号处理"课程中难以理解的分段卷积进行解析,并对使用中常见问题进行解答。重叠相加法和重叠保留法是分段卷积的两种易混淆方法,通过举例法、质疑法和实践法等多种教学方法对它们进行分析比较,说明它们的用法,加... 本文对"数字信号处理"课程中难以理解的分段卷积进行解析,并对使用中常见问题进行解答。重叠相加法和重叠保留法是分段卷积的两种易混淆方法,通过举例法、质疑法和实践法等多种教学方法对它们进行分析比较,说明它们的用法,加深概念的理解,以达到学以致用的目的。 展开更多

关键词 数字信号处理 分段卷积 重叠相加法 重叠保留法

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一种分段卷积快速算法的设计与实现 被引量：2

16

作者 陈悦 《现代电子技术》 2008年第17期146-147,150,共3页

常用的线性卷积方法要求两个输入序列的持续时间相同,但在实际工程中经常会遇到某个输入序列具有较长持续时间的情况,从而无法达到信号"实时"处理的要求。在这种情况下,分段卷积是一种有效的解决方案。设计了一种分段卷积快... 常用的线性卷积方法要求两个输入序列的持续时间相同,但在实际工程中经常会遇到某个输入序列具有较长持续时间的情况,从而无法达到信号"实时"处理的要求。在这种情况下,分段卷积是一种有效的解决方案。设计了一种分段卷积快速算法模块,在FPGA中采用流水线结构进行实时处理。经检验该方法正确且能很好地满足对信号进行实时处理的要求。 展开更多

关键词 分段卷积 实时处理 重叠相加法 FPGA

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一种基于VHDL的线性卷积快速算法 被引量：1

17

作者 陈悦 《实验科学与技术》 2007年第5期6-8,共3页

传统的线性卷积方法在处理实际工程中经常遇到输入序列具有较长持续时间的情况时,无法达到信号"实时"处理的要求,一般采用分段卷积的思想完成设计。文章设计了一种基于VHDL的快速线性卷积的模块,该模块以XILINX公司的FPGA芯片... 传统的线性卷积方法在处理实际工程中经常遇到输入序列具有较长持续时间的情况时,无法达到信号"实时"处理的要求,一般采用分段卷积的思想完成设计。文章设计了一种基于VHDL的快速线性卷积的模块,该模块以XILINX公司的FPGA芯片VIRTEX2V3000作为控制和处理核心,经检验该方法正确且能很好地满足对信号进行实时处理的要求。 展开更多

关键词 分段卷积 实时 重叠相加法 VHDL语言

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高效的无盲区非均匀信道化滤波结构的设计与分析

18

作者 李艳福 欧阳喜 范磊 《信号处理》 CSCD 北大核心 2016年第3期355-361,共7页

加权重叠相加(WOLA)滤波器组是实现信道化滤波的一种高效结构。在其设计过程中需要知道子带信号的数量、位置、带宽等先验信息,故其设计灵活性差,不可重置,不能实现信号的非均匀信道化接收。该文在WOLA法的基础上通过邻近信道合并提出... 加权重叠相加(WOLA)滤波器组是实现信道化滤波的一种高效结构。在其设计过程中需要知道子带信号的数量、位置、带宽等先验信息,故其设计灵活性差,不可重置,不能实现信号的非均匀信道化接收。该文在WOLA法的基础上通过邻近信道合并提出了一种无盲区非均匀信道化滤波结构。仿真结果证明该方法实现了任意位置、任意带宽、任意数量子带信号的无盲区非均匀信道化滤波。该方法在实现过程中参数设计简单、计算复杂度低、硬件实现效率高。不需要知道子带信号的任何先验信息,设计灵活性较高、可重置性强。同时通过改变抽取因子还可以控制输出子带信号的采样率,增强了信号的输出灵活性。 展开更多

关键词 加权重叠相加滤波器组 非均匀信道化 灵活性 重置

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基于数据驱动的语音库的分析与构建

19

作者 朱玉玺 胡学骏 赵慧民 《电声技术》 2006年第5期50-52,共3页

语音数据库和规则库是转换系统中最基本和重要的部分,在进行转换时,根据韵律建模的结果,从原始语音库中取出相应的语音基元,利用特定的语音合成技术对基元进行韵律调整合成。针对语音数据库和规则库的建立技术,在GPS嵌入式系统的语音库... 语音数据库和规则库是转换系统中最基本和重要的部分,在进行转换时,根据韵律建模的结果,从原始语音库中取出相应的语音基元,利用特定的语音合成技术对基元进行韵律调整合成。针对语音数据库和规则库的建立技术,在GPS嵌入式系统的语音库构建过程中,在与传统方法比较的基础上,给出了基于数据驱动的构建方法,并在特定平台RAM10上,对“文-语”转换技术中的瓶颈之一进行了探讨和实践。 展开更多

关键词 语音数据库 嵌入式系统 计算机信息处理 语音合成 PSOLA算法

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基于发音机制的贪婪自适应语音时长规整算法

20

作者 杨燕 雷颖思 岳辉 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期212-217,共6页

语音时长规整的同步叠加算法未考虑真实声音信号中不同类型语音帧受语速影响变化不同的特性,对所有语音帧都采用相同的规整因子,当规整比例过大时,导致输出语音失真。针对该问题,提出一种贪婪自适应算法。对不同类型语音段使用不同的规... 语音时长规整的同步叠加算法未考虑真实声音信号中不同类型语音帧受语速影响变化不同的特性,对所有语音帧都采用相同的规整因子,当规整比例过大时,导致输出语音失真。针对该问题,提出一种贪婪自适应算法。对不同类型语音段使用不同的规整因子,动态改变规整因子,进一步改进整体规整比例缺陷,从而设计贪婪自适应语音时长规整算法。在Matlab环境下对TIMIT语音库进行语音对比的结果表明,与波形相似同步叠加算法、时域基音同步叠加算法相比,该算法能提高合成语音的自然度,减小规整时长误差。 展开更多

关键词 语音时长规整 规整因子 同步叠加算法 自适应算法 贪婪自适应算法

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