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语音的韵律特征对情感表达起着非常重要的作用。在基于韵律修改的情感语音转换系统中,为了更为准确地预测情感语音的韵律特征,该文提出一种层次化的韵律分析与建模方法,针对愤怒、高兴、悲伤、惊奇这4种情感对语音按照韵律结构的层级进行分析,探讨不同层次之间情感韵律特征变化规律的关联性和叠加性,并使用高层音段信息作为输入对低层信息进行决策树建模。实验结果表明,本方法对情感韵律特征的预测均方误差比局部分音段以及传统的决策树韵律模型低大约5%。