【语音识别】基于BP神经网络的语音情感识别Matlab源码

1 个模型

语音是人类交流的重要手段，是相互传递信息最方便、最基本、最直接的方式。语音信号在传递语义信息的同时，也传递情感信息，情感在人们的交流中起着重要的作用。因此，随着人机交互技术的飞速发展，语音信号中的情感信息越来越受到研究人员的关注，尤其是在语音合成和语音识别领域。长期以来，情商研究只存在于心理学和认知科学领域，但近年来，随着信息技术的飞速发展以及人与计算机的关系日益密切，如何实现计算机的拟人化和感知周围环境和情绪此类内容已成为人机交互能力的重要标志和目标。情绪智力与计算机技术的结合产生了情绪识别的新研究课题。语音信号的情感识别也可以看作是模式识别的问题。研究人员通常提取许多语音特征作为情感特征，并将提取的语音特征输入分类器进行情感识别。
论文重点研究了基于BP神经网络的语音情感识别。主要研究内容如下：
(1)语音信号的前端处理。对情感句子执行有效的预加重、加窗和端点检测。研究了短时过零率和短时能量提取方法，并对基音周期估计算法进行了比较和分析。该方法是通过研究前人提出的方法进行改进的。介绍了基音周期估计算法。
(2)语音情感特征参数的分析与提取。对大量情感句子的特征变化规律进行统计分析，研究与情感相关的特征信息，确定用于语音情感识别的16个特征值，形成16维特征向量，包括：第一共振峰，第二和第三共振峰的最大值、最小值和平均值；平均短时过零率的最大值；基音频率的平均值、最大值和最小值以及短时能量的最大值和最小值和平均值。
(3) 因为提取的特征向量是高维的，具有一定的相关性，即存在一定的冗余度。因此，本文对神经网络训练集中的样本进行归一化，然后进行主成分分析，既降低了输入特征向量的维数，又去除了冗余信息。本文还分析了BP神经网络的结构、原理和不足。在MATLAB实验环境中，采用两种改进的BP算法进行语音情感识别。与传统的BP算法相比，改进的BP算法从识别率和收敛速度都得到了一定程度的提升。

1.1 BP 神经网络

1.2 情感特征

2 部分代码

function sum=bpnn(trainsample,testsample,class)
%%%% 输入参数：trainsample为训练样本，testsample为测试样本，class代表训练样本的类别，对应trainsample中的数据
%%%%sum：五种基本情绪的识别率
对于 i=1:140
特征(:,i) = trainsample(:,i);
结尾
%%%% 特征值归一化
[input,minI,maxI] = premnmx(feature');

%%%% 构造输出矩阵
s = 长度（类）；
输出 = 零 (s, 5);
对于 i = 1: s
输出(i, class(i)) = 1;
结尾

%%%%创建一个神经网络
net = newff( minmax(input), [10 5], {'logsig''purelin'} ,'traingdx'); %%%%创建一个前馈神经网络

%%%% 设置训练参数
net.trainparam.show = 50;
net.trainparam.epochs = 150;
net.trainparam.goal = 0.1;
net.trainParam.lr = 0.05;

%%%% 开始训练
净 = 火车（净，输入，输出）；

%%%% 读取测试数据
对于 i=1:140
Featuretest(:,i) = testsample(:,i);
结尾
c=testsample(:,141);
%%%% 测试数据归一化
testInput = Tramnmx(featuretest', minI, maxI);

％％模拟
Y = sim(net, testInput)
总和=[0 0 0 0 0]; %%%% 每种情绪的正确识别次数
%%%%统计识别正确样本的数量
对于 i=1:20
如果 Y(1,i)>Y(2,i)&&Y(1,i)>Y(3,i)&&Y(1,i)>Y(4,i)&&Y(1,i)>Y(5) ，一世）
总和(1)=总和(1)+1；
结尾
结尾
对于 i=21:40
如果 Y(2,i)>Y(1,i)&&Y(2,i)>Y(3,i)&&Y(2,i)>Y(4,i)&&Y(2,i)>Y(5) ，一世）
总和(2)=总和(2)+1；
结尾
结尾
对于 i=41:60
如果 Y(3,i)>Y(1,i)&&Y(3,i)>Y(2,i)&&Y(3,i)>Y(4,i)&&Y(3,i)>Y(5) ，一世）
总和(3)=总和(3)+1；
结尾
结尾
对于 i=61:80
如果 Y(4,i)>Y(1,i)&&Y(4,i)>Y(2,i)&&Y(4,i)>Y(3,i)&&Y(4,i)>Y(5) ，一世）
总和(4)=总和(4)+1；
结尾
结尾
对于 i=81:100
如果 Y(5,i)>Y(1,i)&&Y(5,i)>Y(2,i)&&Y(5,i)>Y(3,i)&&Y(5,i)>Y(4) ，一世）
总和(5)=总和(5)+1；
结尾
结尾
sum=sum./20;