语音信号处理教学大纲

（三）基本理论
在您所授课程中学生必须掌握的基本理论至少包括： 信号的正交变换理论 优秀学生还应该掌握的基本理论包括： 信号投影算子及最佳正交变换理论 学生至少应该掌握哪些基本理论的推导和证明： 线性预测分析中的Durbin算法 子带编码中最佳子带比特数分配算法 优秀学生还应该掌握哪些基本理论的推导和证明： 变换域编码中最佳正交基的选择算法
四．课程教学基本要求
（一）基本概念
您所授课程中学生必须掌握的基本概念至少包括： 第一章：语音信号的时域及频域特征
辅音、元音（声母与、韵母）语音信号的特点；基音与汉 语四声的关系。语音的过零率，短时能量，自相关函数特 征；语音的共振峰特征及语谱图特征
第二章：语音信号的产生模型—声管模型 声管模型的构成；波动方程的推导；声管传输函数的推 导；声管模型的特点
人耳听觉的“发放率-位置表达”学说和“时间--位置 表达”学说；人耳的听觉特性 第六章：语音信号的波形编码
语音波形的线性量化编码和非线性量化编码；自适应量 化编码；ADPCM编码；子带编码 第七章：语音信号的参数编码 LPC声码器 第八章：语音识别技术
语音识别特征的选择；语音识别模型；DTW语音识别算 法；HMM语音识别模型；
优秀学生还应该掌握的概念包括： 第六章：语音信号的波形编码
最优非线性压扩曲线的求解；正交镜像滤波器组与子带 编码；MPEG-I Layer II音频编码技术；∑-△调制编码技 术 第七章：语音信号的参数编码 多脉冲激励及规则脉冲激励声码器 第八章：语音识别技术
MFCC语音识别特征，HMM模型训练和识别算法
优秀学生还应该进一步掌握的基本理论论证方法包括： 短时付利叶分析理论，小波分析理论，非平稳信号分析方法
您所授课程中注重锻炼学生的哪些基本技能？ 理论联系实际，重点在应用理论解释、解决问题。
L.R.Rabiner,
”Fundamentals of
Speech
Recognition”
Prentic-Hall,Inc.
(影印版，清华大学
出版社，1999，8)
J.D. Markel and Jr
A.H.Gray,”Linear
Prediction
of
Speech”,Springer-
Verlag,1976
听课人数：41 □公共基础课
■专业课
教学方式
■讲授为主 专题wenku.baidu.com论为主 □案例教学为主 其它
□实验/实践为主 □
□自学为主
□
■中文 □ 中文＋英课文件（：英■语中授文课 □英文
授课与课件语
>50%）
□中文＋英文
言
□英文 □其他外语
考核方式及 成绩评定标 准
作业成绩40%，期末考试60%
教材及主要参 考书
先修课为：《数字信号处理》，适用于信息学 院等信号与信息处理专业学生
二、课程内容简介（200－400字，双语教学课程须同时提供中 英文内容简介）
本课程对语音信号在时域和频域上的基本特征进行了描 述，介绍了过零率、短时能量、共振峰等概念和非平稳语音信
号分析方法。针对语音的产生模型，本课程对语音的声管模型 进行了较为详细的数学分析，为线性预测技术在语音信号处理 中的应用架起了沟通的桥梁。信号解卷分析是数字信号处理中 非常重要的技术，围绕着参数解卷和非参数解决这两个问题， 本课程重点论述了线性预测技术和同态信号处理技术，并对它 们在语音编码和语音识别中的应用进行了介绍。在语音编码方 面，本课程介绍了波形编码技术中的非线性量化编码技术、自 适应编码技术、子带编码技术、变换域编码技术和以多脉冲激 励线性预测编码技术为代表的参数编码技术。在语音识别技术 方面，课程中介绍了语音识别中常用的识别特征和模板匹配方 法，重点介绍了DTW模板匹配算法和HMM语音识别模型。通过本 课程的学习，学生可以对语音信号处理技术有个较为全面的了 解并掌握其基本技术。
（四）实践环节
您所授课程中学生必须参与的实验环节包括： 课程试验作业 您所授课程中学生必须掌握的数据分析方法包括： 有约束条件下的函数极值求解
优秀学生可以进一步参与和熟悉的实验与数据处理方法包括： 最小均方误差分析、有约束条件下的泛函极值求解
您所授课程中学生必须掌握的理论建模方法包括： 声管模型
优秀学生还应该掌握的理论建模方法包括： HMM模型 您所授课程中学生必须掌握的基本理论论证方法包括： 付利叶分析理论
第三章：语音信号的同态处理技术 同态信号处理的方法；倒谱及复倒谱的特点；求倒谱及复 倒谱的算法；语音信号的倒谱及复倒谱的特点及其应用
第四章：语音信号的线性预测编码技术 LPC分析的基本的概念；LPC正则方程组的自关解法和自
协方差解法；LPC正则方程组的Durbin递推算法；Durbin递 推算法的稳定性证明；LPC分析在语音信号分析中的应用 第五章：人耳的听觉系统
（根据您的经验）历年学生在听课中最不容易理解或很容易搞错 的概念包括：
傅利叶分析技术在非平稳信号分析中的局限性，短时分析技术， 窗函数选择对时频分析的影响和作用，小波分析概念。
（二）基本规律
在您所授课程中学生必须了解掌握的基本规律至少包括： 线性时不变系统的性质 优秀学生还应该掌握的基本规律包括: 线性时不变系统的特征函数及其性质
语音信号处理
一、课程基本情况
课程编 40230132 号
开课单位
电子工程系
课程名 称
中文名称 语音信号处理 英文名称 Speech Signals Processing
课程负责人 教师姓名：肖熙
职称：副研究员
学时学分
讲课学时：32 实验学 学分: 2 时：
课程类型
总学时: 32 □文化素质课
□学科基础课 □专业基础课 □其它
先修要求、适 用院系及专业
中文
外文
教材
杨行峻， 迟惠生 等，《语 音信号数 字处 理》 ， 电子工业 出版社， 1995年
Thomas F. Quatieri 著，赵胜辉等译,离 散时间语音信号处 理-原理与应用,电子 工业出版社，2004， 8
主要参考书
姚天 任，“数 字语音处 理”，华 中理工大 学出版 社， 1992，4
三、课程教学大纲（可列多级标题，如设有实验，还须注明各 实验名称、实验目的及主要实验内容）
第一章：语音信号的时域及频域特征（2学时） 第二章：语音信号的产生模型—声管模型（2学时） 第三章：语音信号的同态处理技术（3学时） 第四章：语音信号的线性预测编码技术（4学时） 第五章：人耳的听觉系统（2学时） 第六章：语音信号的波形编码（4学时） 第七章：语音信号的参数编码（4学时） 第八章：语音识别技术（8学时） 第九章：总结（3学时）