语音合成vocoder（二） 基频参数

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基本概念

声带每开启和关闭一次的时间就是基音周期（pitch period）,倒数即为音频频率（pitch frequency）[1]。
基音频率取决于声带的大小、厚薄、松紧程度，以及声门上下之间的气压差的效应等。最低可达80Hz，最高可达500Hz，老年男性偏低，小孩女性偏高。它反映了声调的变化。

常用方法

常用的有自相关方法和倒谱方法
Autocorrelation Function（ACF）运算可以用于寻找周期信号的周期。因为周期信号的自相关函数也是周期信号，而且周期一致。比如YIN算法[2]就是使用的自相关方法。

$$r_t(\tau)=\sum_{j=t+1}^{t+W}x_jx_{j+\tau}$$
W表示相关函数的窗口， $\tau$表示相关函数的延时。

DIO

World里面使用DIO[3][4]提取pitch，相比之前的方法速度更快。主要分为三步：
1. 使用不同截止频率的低通滤波器进行滤波
如果滤波后的信号只包含一个周期$T_0$的信号，即为pitch。由于pitch未知，会使用多个不同截止频率的滤波器。
2. 计算F0候选以及置信度
取四个周期，计算每个周期的zero-crossing/peak/dip intervals应该一致，以此为标准计算置信度。

3. 选取置信度最高的频率作为最后的pitch

Harvest

参考文献

[1].《语音信号处理》 韩纪庆等 P15
[2].YIN, a fundamental frequency estimator for speech and music
[3].WORLD: a vocoder-based high-quality speech synthesis system for real-time applications
[4].Fast and Reliable F0 Estimation Method Based on the Period Extraction of Vocal Fold Vibration of Singing Voice and Speech