Las técnicas de conversión de locutor transforman la señal de voz pronunciada por una persona para que sea percibida como si la hubiera dicho otra persona. Se denomina locutor fuente al hablante inicial y locutor deseado a la identidad que se pretende obtener. Tradicionalmente la transformación se aplica al habla natural o al habla sintética como un procesado posterior a la síntesis. El objetivo de esta tesis es estudiar las técnicas propuestas hasta el momento e incorporarlas en un sistema de síntesis de voz. Por ello es necesario conocer a fondo el método de síntesis a utilizar y estudiar y desarrollar la técnica que mejor se adapte a sus características. Se han estudiado dos propuestas de sintetizador: 1. Sintetizador de formantes que concatena unidades parametrizadas. En este caso los parámetros que se utilizan para la síntesis son los cinco primeros formantes y cuatro parámetros de fuente glotal del modelo LF (Liljencrants & Fant). 2. El segundo de los sintetizadores es un sintetizador LP (Linear Prediction) que concatena unidades codificadas. El modelo de fuente utilizado es un polinomio de sexto orden para modelar la integral del residuo y un filtro posterior para añadir riqueza frecuencial a la señal. En ambos casos se han desarrollado o modificado las herramientas necesarias para realizar el análisis de 455 unidades correspondientes a cuatro locutores: dos hombres y dos mujeres. Las técnicas de conversión utilizadas son: 1. Para el sintetizador por formantes se aplica una transformación lineal para convertir los cinco primeros formantes y copiamos los parámetros del modelo LF del locutor deseado. 2. En el caso del sintetizador LP la técnica de transformación empleada es la del mapeado de codebooks para acercar lo máximo los coeficientes LPC (Linear Prediction Coefficients) del locutor base a los del locutor deseado y en este caso se mantiene la fuente del locutor base. Se ha estudiado la relevancia de los parámetros utilizados en la síntesis por formantes en cuanto a la identidad del locutor se refiere. La conclusión de dicho estudio nos indica que la información sobre la identidad del locutor está repartida entre todos los parámetros analizados siendo los más relevantes la frecuencia fundamental, F0, y las frecuencias formánticas. Se ha modificado la fuente del sintetizador LP para favorecer la transformación del locutor. Se ha comprobado que el modelo de fuente propuesto mantiene una calidad equivalente al sintetizador que utiliza las unidades codificadas CELP (Coded Excited Linear Prediction). Se han realizado pruebas objetivas y subjetivas para evaluar la capacidad de transformar el hablante y la calidad de la voz sintetizada. Se demuestra que las técnicas empleadas son eficientes a la hora de cambiar la identidad del locutor pero también se observa una degradación de la calidad de la voz. ABSTRACT Voice conversion technologies transform the voice uttered by a person (source speaker) in order that it is perceived as if another person had said it (target speaker). Traditionally the transformation is applied to the natural speech or to the synthetic speech as a post-processing block for a synthesizer. The aim of this thesis is to study the technologies in the state of the art and to incorporate them in a system of synthesis of voice. To achieve this goal it is necessary to know thoroughly the method of synthesis to use, study and develop the technology that better adapts to its characteristics. Two types of synthesizer have been studied: 1. Formant synthesizer that concatenates parametrized units. In this case the parameters that are used for synthesis are the first five formants and four glottal source parameters of the model LF(Liljencrants and Fant). 2. The second one is a LP(Linear Prediction) synthesizer that concatenates codified units. The source model is a polynomial of sixth order to shape the integral of the LP residue and a later filter to enhace high frequencies. In both cases tools have been developed or modified to analize 455 units corresponding to four speakers: two men and two women. The voice conversion techniques develop in each synthesizer are: 1. A linear transformation is applied to convert the formants and we copy the LF model parameters of the target speaker. 2. In case of the LP synthesizer the technology used for transformation is codebook mapping. The relevancy of the parameters used in the formant synthesizer has been studied as far as speaker identity is concerned. The conclusion of the above mentioned study indicates that the information about the speaker identity is distributed among all the analyzed parameters being the most relevant the fundamental frequency, F0, and the formant frequencies. The source model of the LP synthesizer has been modified to favor speaker transformation. There has been verified that the proposed source model supports a equivalent quality to the synthesizer that uses codified units CELP (Coded Excited Linear Prediction). Objective and subjective tests have been carried out to evaluate the ability to transform the speaker and the quality of the synthesized voice. There is demonstrated that the used technologies are efficient at the moment of changing the identity of the speaker but it is also observed a degradation of the quality of the synthetic voice.

Esta Tesis investiga la sincronización de frecuencia para sistemas OFDM, multiestándar OFDM y multiusuario OFDMA. El objetivo de esta Tesis es la de proponer esquemas de sincronización con menor coste computacional que los métodos ya existentes para facilitar su implementación en dispositivos reconfigurables, como son las FPGAs. Por ello, además, se presenta un estudio y una propuesta de metodología usando herramientas de prototipado rápido que sirven para acelerar el proceso de implementación de un sistema DSP. En primer lugar se estudian los efectos de los errores de sincronización de frecuencia sobre las prestaciones de un sistema OFDM y se investigan los diferentes métodos de sincronización, proponiéndose nuevos métodos que reducen la carga computacional sin reducir prestaciones, e incluso, mejorándolas. Para ello se dividen los métodos en captura y seguimiento y estos a su vez se aplican a sistemas de comunicaciones basadas en paquetes, como 802.11g/n ó 802.16d, sistemas basados en transmisión continua, como DVB-T y en sistemas donde se espera gran movilidad, cómo LTE. A continuación, se propone una solución integrada para la sincronización de frecuencia de un sistema multiestándar. Para ello se proponen algoritmos que permitan la reutilización de sus bloques. De esta manera se facilitará una implementación con bajo número de recur- sos. En esta Tesis se propone un seguimiento de frecuencia en un sistema multiestándar que incluya las siguientes tecnologías: 802.11g, 802.16d, DVB-T/H y LTE. La última propuesta algorítmica de esta Tesis se centra en la sincronización en sistemas multiusuario OFDMA para el estándar 802.16e. Aunque existen métodos que obtienen buenas prestaciones, éstos requieren tal cantidad de operaciones que su implementación en una FPGA (la arquitectura destino considerada en esta Tesis) es prácticamente imposible, teniendo además en cuenta que la sincronización es sólo un subsistema de un sistema mucho más grande. En esta Tesis se ha propuesto un método iterativo en el que la estimación y la corrección se realizan de la forma menos costosa posible, algorítmicamente hablando. Este método puede, además, funcionar en todos las posibles modos del 802.16e. Tras el estudio algorítmico de la etapa de sincronización de frecuencia en OFDM y OFDMA, se presenta una metodología de implementación basada en herramientas de prototipado rápido y se explican los pasos a realizar cuando se construye un subsistema de comunicaciones inalámbricas. Se ha elegido esta metodología por ser habitual en el desarrollo de prototipos y porque permite realizar diseños y obtener resultados en un tiempo reducido. Para ello se ha implementado la captura de un CFO para el estándar 802.16d. Este es un ejemplo sencillo pero muy necesario en la sincronización de frecuencia que facilita el mostrar la metodología empleada. ABSTRACT This Thesis focuses on the frequency synchronization problem in OFDM, multistandard OFDM and OFDMA systems. The aim of this Thesis is to propose new synchronization schemes with a reduced computation complexity compared with previous methods from the literature in order to facilitate the implementation in hardware. In particular, implementations targeting reconfigurable hardware (FPGAs). Therefore, methodologies based on rapid prototyping tools that reduce the time and effort required to implement a DSP system are also analyzed and compared. First, the effects of a carrier frequency offset (CFO) are studied and shown. This CFO reduces the performance of the system. Therefore, a comparison of previous and new frequency synchronization methods is performed. The schemes proposed in this Thesis reduce the complexity of the algorithm with no performance penalty. In some cases, they even improve the performance. Acquisition and tracking schemes are evaluated. They are analyzed in terms of packet-based standards, as 802.11g/n or 802.16d, and continuous, as DVB-T, or mobile, as LTE. As a result, an integrated solution for frequency synchronization in a multistandard system is proposed. This system implements the following technologies: 802.11n, 802.16d, LTE, and DVB-T/H. The main goal in this case is that the basic algorithm structure is shared between the different OFDM-based standards, allowing for both, efficient implementations and efficient use of resources on a common baseband processing platform. The last algorithmic proposal in this Thesis focuses in frequency synchronization for multiuser OFDMA systems, as in the 802.16e standard. Although there are methods in the literature that achieve good theoretical performance, they require a very large amount of computations so their FPGA implementation becomes unfeasible. Besides, frequency synchronization is just a subsystem within a transceptor. In this Thesis, an iterative scheme where the estimation and correction of the frequency offsets are performed with a reduced number of computations is proposed. This can be used for all the modes proposed in the 802.16e standard. Once the algorithmic issues of the frequency synchronization problem in OFDM and OFDMA systems have been solved, an implementation methodology using rapid prototyping tools is presented and evaluated. The necessary steps for implementing a wireless communication system with these tools are explained. This implementation methodology has been selected because it is commonly used for system prototyping and it allows to obtain implementation results in short times. In particular, a CFO estimator for the 802.16d standard is implemented. This is a simple but very necessary frequency synchronization that facilitates the comprehension of the design methodology used.