数字语音处理及MATLAB仿真.rar第一章.ppt
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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College of Information Engineering,Taiyuan University of Technology,2023/9/11,2,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;掌握语音信号的短时时域分析和
2、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
3、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,1,1.2 语音信号处理的发展,2,1.3 语音信号处理的应用及新方向,3,1.4 语音信号处理过程的总体结构,4,1.5 MATLAB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
4、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行了研究,2,第一个声码器,1876年,1939年,19世纪60年代,4,20世纪40年代,1948年,6,7,基础研究方面,技术应用领域,5,1.2 语音信号处理的发展,1,语音合成,3
5、,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
6、。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,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
7、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
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- 数字 语音 处理 MATLAB 仿真 rar 第一章
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