一种激光模拟人声的方法
一种激光模拟人声方法，包括激光电离空气产生声源、声源信息收集、与人声进行匹配组合和建立激光发声参数库等在内的学习过程，最后基于学习结果通过连续的激光基本参数变化到达电离空气模拟人声效果。本发明可形成一种无需接受设备直接在目标处产生声源的语音传递途径。解决了目前技术中，无论是长距离还是短距离，都需要目标受体对象无任何接收设备下完成定点语音传输的功能的问题。
发明专利
CN202010977743.X
2020-09-17
CN112331227A
2021-02-05
G10L25/18(2013.01)
武汉大学
曹强;王晓亮;刘胜;高阳;彭庆;刘俊明
430072 湖北省武汉市武昌珞珈山
北京汇泽知识产权代理有限公司
张涛
湖北;42
1.一种激光模拟人声的方法，其特征在于，包括： S100.将超短脉冲激光的激光束聚焦到空间上预设的某一点，在该点一定距离内设置多个麦克风； S200.通过调整超短脉冲激光器的基本参数和聚焦参数，达到激光电离空气产生声压的效果，通过麦克风收集各变量参数组合下电离空气产生的声音，并建立各变量参数组合下对应的电离空气产生声音频谱的数据库L； S300.在人声频谱数据库R中选取初始的基础语音模拟目标ri，在数据库L中搜索与ri相匹配的变量参数组合序列”xu,...,xm”，将该参数组合序列输入到激光设备控制终端中以电离空气产生声音，获取其频谱lr，将lr和ri的频谱作对比，通过两者线性拟合回归相关系数判断相似度； S400.将S300得到的相似度与预设相似度阈值进行比较，若得到的相似度大于预设相似度阈值，则将该变量参数组合序列及对应的激光模拟人声保存到激光发声参数库中；若得到的相似度小于预设相似度阈值，通过深度神经网络结构拟合的方法形成一组序列”xu1,...,xm1”，该序列对应的频谱lr1与ri的频谱线性拟合回归相似系数大于预设阈值； S500.构建完成目标学习的激光模拟人声参数数据库，通过该数据库搜索到所需模拟人声对应的变量参数组合序列，控制终端根据该序列连续变换电离空气参数形成不同目标声压，实现模拟所需的人声目的。 2.如权利要求1的一种激光模拟人声的方法，其特征在于，S100中，在该点一定距离内设置多个麦克风，具体为：在该点以球形辐射的近中远声波传输特征距离的各位置安装多个麦克风，且各麦克风不影响激光的传播和其他麦克风的信息接收。 3.如权利要求1的一种激光模拟人声的方法，其特征在于，S200中，激光器的基本参数至少包括：平均功率、重复频率、脉宽和波长。 4.如权利要求1的一种激光模拟人声的方法，其特征在于，S200中，激光器的聚焦参数至少包括：焦点距离和焦点形态和大小。 5.如权利要求4的一种激光模拟人声的方法，其特征在于，激光聚焦点的聚焦距离可由聚焦物镜或者其他的光学聚焦器件进行控制。 6.如权利要求1的一种激光模拟人声的方法，其特征在于，S200中，通过调整超短脉冲激光器的基本参数和聚焦参数，初始调整参数的设定不连续，各参数在取值范围内等距取值。 7.如权利要求1的一种激光模拟人声的方法，其特征在于，S400中，神经网络结构，是通过步骤S200中的数据库L进行训练，其中，训练数据和测试数据的输入为的变量参数，输出为对应的声音频谱。 8.如权利要求1的一种激光模拟人声的方法，其特征在于，S400中，当数据库L和深度神经网络结构都无法得到满足要求的序列，则直接返回到步骤200中，减小其参数取值间隔距离继续完善数据库L，重复S200-S400，只到满足新的频谱相似度满足预设相似度阈值。 9.如权利要求1的一种激光模拟人声的方法，其特征在于，还包括：改变模拟人声环境的湿度、温度、气压和气体成分，测试学习好的激光模拟人声的效果，记录误差并进行修正，记录环境改变量和修正信息，且加入到学习库中。 10.如权利要求1的一种激光模拟人声的方法，其特征在于，S300中，在数据库L中搜索与ri相匹配的变量参数组合序列”xu,...,xm”具体方法为：判断数据库L是否能搜索到一组序列”xu,...,xm”，其对应产生声音的叠加频谱lr＝”l1,l2,...ln”β与ri的线性拟合回归相关系数大于预设相似度阈值；其中β是列向量，β值通过稀疏表示算法求解，稀疏表示的字典是L，字典的过完备性依靠不断增大L来实现。