语音信号处理第3版——第1讲
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语⾳信号处理第⼀章绪论第⼀章绪论1、语⾳信号?语⾳信号是具有声⾳的语⾔,⼈类表⽰信息的常⽤媒体,⼈类通信的有效⼯具。
2、语⾳信号包含的信息?1)说话内容,说什么;2)说话⼈⾝份,谁说的;3)说话⼈说话时的状态,⽣理状态、⼼理状态、情绪等。
(语⾳信号处理主要关⼼前两项)3、为什么要学习和研究语⾳信号处理技术?答:1)语⾳是⼈类最重要、最有效、最常⽤和最⽅便的交换信息的⽅式;2)让计算机能够理解⼈类的语⾔,是⼈类⾃计算机诞⽣以来就梦寐以求的想法;随着计算机的便携化,⼈们渴望摆脱键盘的束缚⽽代之以语⾳输⼊的⽅式。
⽐如苹果公司的iphone⼿机,在其最新版本4s中,推出了siri功能-即语⾳助⼿,可以通过语⾳输⼊,让其充当闹钟,⽐如还可以让它为你找出最近的咖啡厅,另外找出⾏路线往往需要输⼊不少⽂字,省事的话,报出地点,它可以调⽤google地图来找出出⾏⽅案,还可以让它播放⾳乐,发送短信等等。
3)语⾳信号技术始终与当时信息科学最活跃的前沿科学保持密切联系,并且⼀起发展。
语⾳信号处理是以语⾳语⾔学和数字信号处理为基础的涉及多⽅⾯的综合性学科,它与⼼理学、⽣理学、计算机科学、通信与信息科学以及模式识别和⼈⼯智能等学科都有着密切的关系。
对于语⾳信号处理的研究⼀直是数字信号处理技术发展的重要推进⼒量,⽽数字信号处理许多新⽅法的提出,⼜是⾸先在语⾳信号处理中获得成功,⽽后再推⼴到其他领域的。
⽐如,语⾳信号处理算法的复杂性和实时处理的要求,促进了⾼速信号处理器的设计。
⽽这些产品产⽣之后,⼜是⾸先在语⾳信号处理中得到最有效的应⽤的。
4、语⾳信号处理的发展情况1)语⾳信号处理的发展标志是在1940年产⽣的通道声码器技术,该技术打破了以往的“波形原则”,提出了⼀种全新的语⾳通信技术,即从语⾳中提取参数加以传输,在接收端重新合成语⾳。
其后,产⽣了“语⾳参数模型“的思想。
2)40年代后期,研制成功了“语谱仪”,为语⾳信号分析提供了有⼒的⼯具。
《语音信号处理》课程笔记第一章语音信号处理的基础知识1.1 语音信号处理的发展历程语音信号处理的研究起始于20世纪50年代,最初的研究主要集中在语音合成和语音识别上。
在早期,由于计算机技术和数字信号处理技术的限制,语音信号处理的研究进展缓慢。
随着技术的不断发展,尤其是快速傅里叶变换(FFT)的出现,使得语音信号的频域分析成为可能,从而推动了语音信号处理的发展。
到了20世纪80年代,随着全球通信技术的发展,语音信号处理在语音编码和传输等领域也得到了广泛应用。
近年来,随着人工智能技术的快速发展,语音信号处理在语音识别、语音合成、语音增强等领域取得了显著的成果。
1.2 语音信号处理的总体结构语音信号处理的总体结构可以分为以下几个部分:(1)语音信号的采集和预处理:包括语音信号的采样、量化、预加重等操作,目的是提高语音信号的质量,便于后续处理。
(2)特征参数提取:从预处理后的语音信号中提取出能够反映语音特性的参数,如基频、共振峰、倒谱等。
(3)模型训练和识别:利用提取出的特征参数,通过机器学习算法训练出相应的模型,并进行语音识别、说话人识别等任务。
(4)后处理:对识别结果进行进一步的处理,如语法分析、语义理解等,以提高识别的准确性。
1.3 语音的发声机理和听觉机理语音的发声机理主要包括声带的振动、声道的共鸣和辐射等过程。
声带振动产生的声波通过声道时,会受到声道形状的影响,从而产生不同的音调和音质。
听觉机理是指人类听觉系统对声波的感知和处理过程,包括外耳、中耳、内耳和听觉中枢等部分。
1.4 语音的感知和信号模型语音的感知是指人类听觉系统对语音信号的识别和理解过程。
语音信号模型是用来描述语音信号特点和变化规律的数学模型,包括时域模型、频域模型和倒谱模型等。
这些模型为语音信号处理提供了理论基础和工具。
第二章语音信号的时域分析和短时傅里叶分析2.1 语音信号的预处理语音信号的预处理主要包括采样、量化、预加重等操作,目的是提高语音信号的质量,便于后续处理。