Realización de un sintetizador de voz

Programando un sintetizador de voz (vocoder) en Matlab.

Aquí puede verse una presentación del trabajo realizado:

                                             CÓDIGO                                                   

function [salida]=vocoderlpc(wav)

% % Se ejecuta con la instrucción:

% vocoderlp('elarchivo.wav');

% Por ejemplo; vocoderlpc('osa.wav').

[signal,fs,nbits]=wavread(wav);

[STotal,PTotal,Er,CoefLpcTotal,vent]=codificador(signal,fs);

[salida,residuo]=decodificador(STotal,PTotal,Er,CoefLpcTotal,vent);

KI=calcerror(signal,salida);

wavwrite(salida,fs,'vozsint')

plot(salida);

sound(salida,fs);

sound(residuo,fs);

figure(1);

subplot(3,1,1);plot(signal);title('Señal de voz original');

subplot(3,1,2);plot(salida);title('Señal de voz sintetizada');

subplot(3,1,3);plot(KI);title('Error');

figure(2);

subplot(2,1,1);plot(PTotal);title('PITCH');

subplot(2,1,2);plot(STotal);title('SONORIDAD');

end

function [sonoridadTotal,pitchTotal,Er,coeflpcTotal,vent]=codificador(signal,fs)

durtrama=0.03; % duración de cada trama

x=(signal/max(abs(signal))); % Normalizar la señal

vent=round(fs*durtrama); % Longitud de la ventana

mtotal=length(x); % Longitud de la señal

n=floor(mtotal/vent); % num. ventanas ***FLOOR!  

sonoridadTotal=[];

pitchTotal=[];

coeflpcTotal=[];

Er=[];

for i=1:n

    trama=x(((i-1)*vent+1):(i*vent)); % Trama i

    trama=trama-mean(trama); % Diferencia trama y valormedio

    [sonoridad,pitch_]=pitch(trama,fs); %Calculamos el pitch

    sonoridadTotal=[sonoridadTotal sonoridad];

    pitchTotal=[pitchTotal pitch_];

    coeflpc=analisis_lpc(trama); %Cálculo coeficientes LPC 

    coeflpcTotal=[coeflpcTotal;coeflpc]; % Genera matriz coeficientes LPC (TODOS)

    E=filtrado_lpc(trama,coeflpc);

    Er=[Er E];

end

end

function [salida,residuo]=decodificador(STotal,PTotal,Er,CoefLpcTotal,vent)

% Sabiendo si una trama es sorda o sonora, se generan los impulsos

% correspondientes al pitch, y en caso de que sea sorda se genera ruido

% aleatorio.

n_tramas=length(PTotal); % Número de tramas

m_trama=vent; % Número de muestras por trama

salida=[];

residuo=[];

vux3=[];

a=[];

for i=1:n_tramas

    if(STotal(i)==1)

        Precup=PTotal(i);

        vux=zeros(1,m_trama);

        for j=1:(floor(m_trama/Precup))

           vux(j*Precup)=1;

        end

    else

        vux=rand(1,m_trama);

    end

E=sum(vux.^2);

G=sqrt(Er(i)/E);        

vux2=G.*vux;

residuo=[residuo vux2];

trama=filter(1,CoefLpcTotal(i,:),vux2);

salida=[salida trama];

end

end

function [diferencia]=calcerror(signal,salida)

signalAux=signal';

signalAux=signalAux(1:length(salida));

diferencia=abs(salida-signalAux);

end

function [sonoridad,pitch] = pitch(trama,fs)

N=25; % Orden del filtro paso bajo

fo=900; % Frecuencia de corte del filtro

M=4; % Orden del filtro para calculo residuo

B=fir1(N,(2*pi/fo));

    

tramafilt=filter(B,1,trama); % filtrado paso bajo trama

    coefresiduo=lpc(trama,M); % Generación cálculo residuo

    residuo=filter(coefresiduo,1,tramafilt); % Filtrado residuo

    corresiduo=xcorr(residuo); % Autocorrelación del residuo

    [A1,P1]=max(corresiduo);  % Maximo de la Autocorr residuo

    [A2,P2]=max(corresiduo(P1+(0.0025*fs):P1+(0.02*fs))); 

    % SEGUNDO maximo de la Autocorr residuo 2.5-20ms después

    P2=(P2+P1+0.0025*fs); % Posición real del segundo máximo

    sonoridad=0;

    pitch=0;

    if A2>(0.3*A1) 

        sonoridad=1;

        pitch=P2-P1;

        pitch=round(pitch);

    end

end

function [coeflpc] = analisis_lpc(trama)

%Genera los coeficientes de predicción lineal de una trama dada.

coeflpc=lpc(trama,10); %Crea un vector con los coeficientes LPC de cada trama.

end

function [E] = filtrado_lpc(trama,coeflpc)

%FILTRADO_LPC Realiza el filtrado LPC de la trama y 

% calcula la energía del residuo.

residuo=filter(coeflpc,1,trama); % Filtrado residuo

E=sum(residuo.^2);

end