语音处理技术研究【文献综述】.doc

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1、毕业设计文献综述电子信息科学与技术语音处理技术研究【摘要】：语音处理技术是对语音信号进行采集、压缩、滤波、增强等技术的集合定义。该技术是计算机音频系统的核心，在军事、医学、通信等领域都有较为广泛的应用。木文介绍了语音处理技术研究现状及发展前景。通过对三种主要音频滤波技术的对比和研究归纳，总结了每种技术的特点及适川范围，阐述了语音处理技术的发展方向。【关键词】：数字信号处理；语音信号处理；音频滤波一、背景1.1语音处理技术技术语音信号是一种频率变化范围较宽（16〜3000Hz）的机械波。语音采集川就是把这种声波信号经过麦克风和高频放大器转换成具有一定幅度的模拟量电信

2、号，再经离散化变成数字量，成为计算机能贮存和处理的信号。根据香农采样定理（凶，确定语音信号的采样频率。语音处理技术的研究结果表明：特定的语音信号是由其过零率、帧能量、频谱构成等多因素决定的。音频是个专业术语，人类能够听到的所有声音祁称Z为音频。声音是一种模拟信号，它可能包含各种噪音。音频滤波同是语音分析系统中的关键环节,是当今社会前沿技术Z-o为了获得更高的音频质量，我们必须对声音屮包含的噪声通过某种方法进行滤除，剩下的就是我们所需要的有用信号。这种滤除噪声的方法既为我们今天要讨论的音频滤波技术。1.2语音处理技术的研究现状语音处理技术在计算机软硬软件的相结合的方

3、式下，通过几十年的探索，其研究和开发正进入一个黄金时代。在世界发达国家制定的高技术发展规划屮，语音处理技术的地位十分引人注目。20世纪60年代中期形成的一系列数字信号处理的理论与算法，如数字滤波器、快速傅里叶变换（FFT）的等语音信号处理的理论与技术基础。随着信息技术的飞速发展，语音信号处理取得了重大进展。进入70年代Z后，提出了用于语音信号的信息压缩和特性提取的线性预测技术⑷（LPC）,并成为语音信号处理报强有力的工具。80年代初，一种新的基于聚类分析的高效数据压缩技术一矢景量化（VQ）应用于语音信号处理屮，而用隐马尔科夫模型⑸（IIMM）描述语音信号过程的产生

4、时80年代语音信号处理技术的重大发展。近年來人T神经网（AXN）的研究取得了迅速发展，语音信号处理技术也是促进其发展的重要动力z—。二.语音处理的分析方法[=i数字滤波器是语音信号处理的最基本的T具，数字滤波器与模拟滤波器相比有很多优点,他除了可以避免模拟滤波器固有的电压漂移、温度漂移和噪声外还能满足滤波器对幅度和相位的严格要求。数字滤波辭设计的基木流程图为：开始结束返回滤波器设计流程图文献［6］提出FIR滤波器算法设计分析。FIR滤波器能够保证严格的线性相位特性，且不存在稳定性问题,窗函数法和频率采样法等是设计FTR数字滤波器的常用方法。窗函数法在时域屮进行，其

5、原理简单，易于实现，但存在在相同设计指标下滤波髀的阶数通常会偏大的问题。频率采样法对于只有少数几个非零值采样的窄带选频滤波器较有效。FIR数字滤波器的设计步骤大致可分为以下几步：(1)给定所要求的理想频率响应函数Hd(ejw)；(2)对理想频率响应函数进行反傅里叶变换,则得到系统单位脉冲响应为：ha(n)二IDFTFr［Hd(严)h⑶根据过渡带及阻带衰减最小的要求查表,可选定窗W(n)的形状及除数IV的大小，一般IV的值要做几次试探才能最终确定；⑷得到所设计的FIR滤波器的单位抽样响应f该响应逼近理想)：h(n)=Hd(/?)w(/2),n二0,1-；(5)求Hd

6、("")=DTFY［h(n)］,检杏是否满足设计要求.若不满足，则需重新按照上述步骤设计。实验表明FTR滤波器有其独特的优点，因为FTR滤波器系统只有零点，因此系统总是稳定的，而且最容易实现线性相位和允许实现多通道滤波器。文献［7］提出IIR滤波器算法设计分析。IIR滤波器由于他的脉冲序列是无限长的，故称为无限脉冲响皿滤波器。IIR滤波器的设计方法有肓接发和间接法基木思路是:根据实际要求的数字滤波器的性能指标设计对丿应的模拟滤波器，得到模拟滤波器的传输函数H's)，然后将巴⑴按某种方法变换成数字滤波器的系统函数UH(z)oHR数字滤波器因具有结构简单、占用存储空间

7、少、运算速度快，能够用较低的阶数实现较好的选频特性等特点，得到了广泛应用。文献［8］提出自适应滤波器算法设计分析。在许多场合下，常常需要处理一些无法预知的信号、噪声或时变信号。如果采川具有固定滤波系数的数字滤波器无法实现最优滤波，在这种情况下必须设计白适应滤波器，以使得滤波器的动态特性随着信号和噪声的变化而变化，以达到最优滤波效果。白适应滤波是仅需对当前观察的数据做处理的滤波算法。它能白动调节木身冲激响应的特性，或者说自动调节数字滤波器的系数，以适应信号变化的特性,从而达到最佳滤波。实验表明由于自适应滤波不需要关于输入信号的先验知识，计算量小，特别适合于实时处理，

8、近年来得到