Al finalizar el Trabajo Práctico usted debería ser capaz de:
- Usar ecuaciones en diferencias para modelar, procesar y sintetizar señales de voz.
- Usar Matlab para simular la respuesta temporal de modelos en ecuaciones en diferencias usados en predicción, procesamiento y síntesis de voz.
- Ingresar archivos de sonido (en particular de señales de voz) en formato WAV (formato de sonido WAVE de Microsoft) al espacio de trabajo de Matlab, mediante el comando wavread.
- Usar Matlab para crear archivos de sonido WAV mediante el comando wavwrite.
- Usar Matlab para reproducir archivos de sonido mediante el comando sound.
- Usar Matlab para representar señales de voz en el dominio tiempo (formas de onda), mediante los comandos plot, y en el dominio tiempo-frecuencia (espectrogramas), mediante el comando specgram.
- Usar Matlab para sintetizar palabras aisladas y sonidos simples con modelos LPC del tracto vocal.
- Síntesis de palabras aisladas
- Mediante el comando wavread, ingrese al espacio de trabajo de Matlab el archivo Juan_Carlos_cuadro.wav, que contiene un cuadro del segmento de voz contenido en el archivo Juan_Carlos.wav. Este archivo contiene un sonido correspondiente a la vocal /a/ cantada por J.C.G.
- Implemente un algoritmo para la determinación el período aproximado de la señal, usando FFT o correlación.
- Mediante el uso del comando lpc determine los coeficientes de predicción lineal que parametrizan el modelo LPC del tracto vocal.
- Sintetice el sonido correspondiente al cuadro haciendo uso del modelo LPC estimado para construir un filtro al cual deberá excitar con un tren de impulsos de la frecuencia determinada en 2. Para generar el tren de impulsos puede hacer uso de la función tren_impulsos2.m.
- Sintetice un segmento de voz de la duración correspondiente al del archivo Juan_Carlos.wav, repitiendo periódicamente la señal sintetizada en 4.
- Compare auditivamente y gráficamente (forma de onda) la señal sintetizada en el punto anterior con la correspondiente al archivo Juan_Carlos.wav. Para reproducir un archivo .wav desde Matlab deberá hacer uso de los comandos sound, o soundsc.
- Escriba una función Matlab que permita separar en cuadros de longitud determinada un segmento de voz. Para esto puede modificar la función rowblock.
- Separe en cuadros el segmento de voz contenido en el archivo Juan_Carlos.wav, y repita los puntos 2. a 5. para cada cuadro de este segmento de voz.
- Compare auditivamente y gráficamente (forma de onda) la señal sintetizada en el punto anterior con la correspondiente al archivo Juan_Carlos.wav.
- Sintetize la palabra /bienvenido/ contenida en el archivo tp1_2.wav. Para esto puede usar la función lpc_frames. Esta función segmenta en cuadros, estima los coeficientes LPC del modelo del tracto vocal en cada cuadro, estima la frecuencia de excitación del modelo LPC usando FFT, filtra el tren de impulsos con un modelo exponencial de la glotis, y escala la señal sintetizada en cada cuadro de acuerdo a la energía de la señal original en dicho cuadro.
- Síntesis de un trozo musical
El objetivo de esta sección es sintetizar un trozo musical usando los coeficientes LPC del modelo de tracto vocal obtenidos del segmento de voz contenido en el archivo Juan_Carlos_cuadro.wav.- Notación Musical
- Relación entre la altura de la nota y la frecuencia
Se propone sintetizar el siguiente trozo de música que corresponde a los primeros compases del Hallelujah Chorus del Oratorio Messiah de G. F. Handel. La obra se estrenó en Dublin en 1742. A partir de 1750, Messiah se interpretó en funciones anuales a beneficio del Foundling Hospital, una organización londinense de caridad que se ocupaba de los niños huérfanos, a la cual Handel estuvo vinculado hasta su fallecimiento en 1759. En su testamento, Handel legó los derechos de autor de la obra al Foundling Hospital.
Las cuatro líneas corresponden a las voces de soprano, alto, tenor y bajo.
Para realizar la síntesis puede utilizar las funciones nota, que genera un tren de pulsos con la frecuencia y la duración de la nota deseada y silencio que genera silencios de duración deseada
- Notación Musical
- Generador de Tren de Impulsos Unitarios. (Matlab-function tren_impulsos2.m )
- Generador de Tren de Pulsos de Glotis (modelo exponencial).(Matlab-function glottal_pulse.m)
- Row Operator: Operador que pone los bloques fila de una matriz uno al lado del otro. (Matlab-function rowblock.m )
- Vec Operator: Operador que pone los bloques columna de una matriz, uno debajo del otro. (Matlab-function colblock.m)
- Programa para síntesis de una palabra (Separa en frames, determina frecuencia de cada frame, escala la señal sintetizada de acuerdo a la energía de cada frame)(Matlab-script lpc_frames)
- Función nota.
- Función silencio.
- Segmento de voz (palabra bienvenido hablada por J.C.G.)
- Segmento de voz (vocal /a/ cantada por J.C.G.)
- Segmento de voz (1 cuadro de la vocal /a/ cantada por J.C.G.)