语音信号处理-第00章 导论new

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1、绪论语音信号处理☆当今世界正处于信息时代，计算机技术、通信技术和电子技术的高速发展，推动人类社会进SpeechSignalProcessing入了信息社会。因特网和移动通信的普及、电子购物的兴起、多媒体通信及其应用的蓬勃发展，改变了人类生活、工作、娱乐的方式长春工业大学图像工程研究所☆信息的获取、处理、传输、显示和存储，是信息技术研究的主要内容史东承教授☆人类作为社会的主人，一直是接收和发送信息dcshi@mail.ccut.edu.cn的主体2010.8☆语音,始终是人类互相交流、互相通信的最主要、最方便、最快

2、捷的工具——信息载体信息与信号声/音–信息是信号的内涵•声是指在任何的弹性介质中传播的扰动，是一种机械波。人耳能够感觉到的机械波称之为声。（1）信息是信号描述的对象•音是能够引起有声调感觉的一种声，讲通俗一（2）信息是信号载荷的内容点，就是有意义的声。–信号是信息的外延–扰动是指在气体、固体或液体中，发生密度、或者是信号是信息在物理表达上的外延，信号是信息的载体压力、或者是速度的变化，这个变化在这种弹性体里面就会传播出去，是能量传播出去，弹性物质本身并•同一信息可以用不同的物理量－信号(声、像、图、文)不传播，这

3、么一个传递的能量就是声。在这么一个声来载荷，也可以采用不同的数学描述方式(数字或模拟)的概念上，只要在弹性介质中有一个不稳定，就会产生声，所以声学研究的范畴相当的宽。•同一类型信号也可以代表不同内容的信息1语音自然语音•人的思考常常是用语言来进行，语音是把语言•语音是携带信息的极其重要的媒体（20％）表述出来的物理形式•语音是通过空气传播的一种连续的波，具有反•语音是人类最重要、最有效、最常用和最方便射、折射和衍射现象。的交换信息的形式。•语音信号是由许多频率不同的分量信号组成的–语言是人类特有的功能复合信号。复

4、合信号的频率范围称为带宽。–声音是人类常用的工具(11%)•带宽为20Hz－20kHz的信号称为音频（Audio）•如何更有效地产生、传输、存储、获取和应用信号，可以被人的耳朵感知。语音信息，具有重大意义•声音是时基类媒体。–语音处理技术语音信号处理研究内容•是研究用数字信号处理技术对语音信号•如何更有效地产生、传输、存储、获取进行处理的一门学科。和应用语音信息•交叉学科•人类在利用语音进行信息交流与处理的过程–以生理学、心理学、语言学以及声学等学科–说话人大脑产生思想，通过语言转换，再由为基础;发声器官发出相应

5、的语音；语音的声波经由–以信息论、控制论、系统论的理论做指导;空气传播到达听话人的耳朵，通过听觉器官–通过应用信号处理、统计分析、模式识别等将语音传送到大脑，由此理解该语音所表达现代技术手段而发展起来的一门综合性学科。的语言意义。这是人类进行信息交流。2研究方法研究目标•主要从基础理论、算法实现及实际应用等几个方面进行研究•语音处理的目的：让机器具有人的语言能力•从基础理论和算法实现的研究方法来看–从语音产生和语音感知的角度•（1）人将大脑产生的思想转换成语言；•语音产生将语言转换成相应的语音；•语音感知•（2）

6、人识别表达语言的语音内容；理解–将语音作为一种信号进行处理语音所表达的语言意义。•20世纪60年代•基于概率统计的方法•基于规则(专家系统)的方法研究历史•七十年代–单词识别装置开始实用化•起源于对发声器官的模拟–1939年，美国人H.Dudley展出一个简单的发声过程–说话人识别研究开始模型–1971-1976，ARPA(AmericanResearch•五十年代ProjectsAgency)为主导的”语音理解系统”–1952，贝尔实验室，英文数字识别的研究计划，促进了连续语音识别的开展–1956，Olson等

7、，频谱参数作为特征的语音打字机–几个重要的成果•六十年代•板仓的动态时间规整(DTW)技术–Faut和Stevens，语音生成理论基础的奠定•线性预测技术(LPC)–硬件->软件•隐马尔可夫模型(HMM)的初步应用–数字信号处理方法和技术的发展•数字滤波器、FFT等•矢量量化技术(VQ)–语音识别处于低潮期3语音信号处理技术特点及研究领域•八十年代☆语音信号处理是一门涉及面很广的交叉学科–HMM及NN的应用，连续语音识别的研究☆研究内容包括–后期，高潮期1、语音特性分析和建模•九十年代2、语音编码3、语音识别–语

8、音技术的实用化4、语音合成–后期，平台期5、语音增强6、语音通信语音编码•64kbps•SpeechCoding(Compression)•90年代，4~8kbps•·G.711PCM64kbps•目前，2.4kbps•·G.721ADPCM32kbps•时域波形编码•·G.728LD-CELP16kbps•频域参数编码•·G.729CS-ACELP8kbps•·G.72