数字语音处理及matlab仿真.rar第一章

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1、数字语音处理及MATLAB仿真太原理工大学信息工程学院张雪英编著CollegeofInformationEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology9/5/20212课程总括课程性质1课程目的和任务2课程重点3课程难点4课程性质语音信号处理是通信、电子信息专业的选修课程，主要用于现代通信和电子信息领域，其主要前修专业基础课程为信号与系统和数字信号处理。课程目的和任务通过本课程的学习理解语音发声和听觉机理及其数字模型；掌握语音信号处理的基本概念、原理和方法，为以后的学习提供理论依据

2、；掌握语音信号的短时时域分析和频域分析方法，并且能够用Matlab语言编程实现对实际语音信号进行的处理；熟悉语音信号处理的应用领域，并了解该领域的新理论、新技术和发展趋势，为今后的进一步学习和工作打下坚实的基础。课程重点语音信号的产生和语音信号数字模型。短时能量、平均过零率、自相关的意义，以及这些特征参量在语音信号中的应用，并且会用MATLAB实现。短时频域分析的两种解释以及实现、LPC的基本原理以及与语音模型的关系、自适应量化的PCM，自适应预测编码原理以及前馈和反馈的主要区别，另外增量调制中所造成的失真以及失真补

3、偿。矢量量化原理、LBG算法以及实验。课程难点语音信号的产生和激励、端点检测和基音周期的估计、用数学公式来证明短时频谱是如何反映整个语音信号的频谱的、LPC方程组解法、自适应预测编码原理、LBG算法以及实验中的分帧和基音周期检测。第1章绪论1.1概述11.2语音信号处理的发展21.3语音信号处理的应用及新方向31.4语音信号处理过程的总体结构41.5MATLAB在数字语音信号处理中的应用5语音信号处理是一门新兴的边缘学科，是语音学与数字信号处理两个学科相结合的产物。它和认知科学、心理学、语言学、计算机科学、模式识别和

4、人工智能等学科有着紧密的联系。语音信号处理的目的：得到某些语音特征参数以便高效地传输或存储；通过某种处理运算以达到某种用途的要求。1.1概述语音信息的交换大致上可以分为三大类：（1）人与人之间的语言通信：包括语音压缩与编码、语音增强等。（2）第一类人机语言通信问题：语音合成，机器讲话、人听话的研究。（3）第二类人机语言通信问题：语音识别和理解语音识别和理解：人讲话、机器听话的情况。突破进展系统论述语言产生的声学理论语谱图仪问世语谱图语音，语音合成1.2语音信号处理的发展计算机1贝尔电话的发明3用声学方法对元音和歌唱进

5、行了研究2第一个声码器1876年1939年19世纪60年代420世纪40年代1948年67基础研究方面技术应用领域51.2语音信号处理的发展1语音合成3语音编码2语音识别语音编码1.2.1语音合成以语言信息压缩、存储为主要目的对语音信号数字模型进行研究，同时研究音素、音节、词组与句子的发音规则。最终恢复出自然流畅的语音来。例如文语转换系统(Text-to-speech)。语音分析与合成将赋予计算机说话的功能。也是进行话音编码、语音识别研究的基础。1.2.2语音编码语音编码的目的：在保证一定语音质量的前提下，尽可能降低

6、编码比特率，以节省频率资源。1.2.2语音编码语音编码与文本到语音转换两个主要区别一、前者是人与人之间的话音交流，要保留说话人的声音特征。后者是文本到声音的转换即计算机发声。它可以是标准播音员或其它声音。二、前者不仅对压缩率和音质有要求，而且要求较低的编、解码延迟。而后者对处理帧长没有什么太严格的限制。1.2.3语音识别研究如何使计算机能够听懂人类的语言。以汉语语音为例：汉语约有400个音节，加上声调约1200个音调节，把这些语音信号的特征存储到计算机内，并与计算机接收到的汉语发音进行比较，找到特征相同的音节或音调节

7、，这个过程就是语音识别。将识别出的音节序列转换成文字，就是语言理解。许多算法将理解过程溶入到识别中来提高识别的准确性。因此可以将语音识别与理解归入同一类应用。语音识别研究领域包括：（1）根据对说话人说话方式的要求，可以分为孤立字语音识别系统，连接字语音识别系统以及连续语音识别系统。（2）根据对说话人的依赖程度可以分为特定人和非特定人语音识别系统。（3）根据词汇量大小，可以分为小词汇量、中等词汇量、大词汇量以及无限词汇量语音识别系统。1.3语音信号处理的应用及新方向语音技术的应用领域包括语音识别、说话人的鉴别和确认、语

8、种的鉴别和确认、关键词检测和确认、语音合成、语音编码等。但其中最具有挑战性和最富有应用前景的为语音识别技术。一：语音信号处理的应用1.说话人识别技术的应用安全加密、银行信息电话查询服务公安机关破案和法庭取证方面在声控应用中，识别输入的语音内容，并根据内容来执行相应的动作，这包括了声控电话转换、声控语音拨号系统、声控智能玩具、信息网络查询、家庭服