第二章语音信号处理基础知识
1、语音信号处理?语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科。2、语音信号处理的目的?1)如何有效地,精确地表示、存储、传递语音信号及其特征信息;2)如何用机器来模仿人类,通过处理某种运算以达到某种用途的要求,例如人工合成出语音,辨识出说话人、识别出说话内容等。
因此,在研究各种语音信号处理技术之前,需要了解语音信号的基本特性,同时,要根据语音的产生过程建立实用及便于分析的语音信号模型。
本章主要包括三方面内容:语音的产生过程、语音信号的特性分析以及语音信号生成的数学模型。
第一部分内容语音的产生过程,我们要弄清两个问题:1)什么是语音?2)语音的产生过程?3、什么是语音?
语音是带有语言的声音。人们讲话时发出的话语叫语音,它是一种声音,由人的发音器官发出且具有一定的语法和意义。语音是声音和语言的组合体,所以对于语音的研究包括:1语音中各个音的排列由一些规则控制,对这些规则及其含义的研究成为语言学;2)对语音中各个音的物理特征和分类的研究称为语音学。4、语音的产生
语音的产生依赖于人类的发声器官。人的发音器官包括:肺、气管、喉、咽、鼻、口等。
喉以上的部分称为声道,其形状随发出声音的不同而变化;喉的部分称为声门。喉部的声带是对发音影响很大的器官。声带振动产生声音。声带开启和闭合使气流形成一系列脉冲。
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f每开启和闭合一次的时间即振动周期称为基音周期,其倒数为基音频率,简称基频。基频决定了声音频率的高低,频率快则音调高,频率慢则音调低。
基音的范围约为70350Hz与说话人的性别、年龄等情况有关。人的说话过程可以分为五个阶段:(1)想说阶段(2)说出阶段(3)传送阶段(4)理解阶段(5)接收阶段。人的说话的过程:
1)想说阶段:人的说话首先是客观事实在大脑中的反映,经大脑的决策产生了说话的动机;接着说话神经中枢选择适当的单词、短语以及按照语法规则的组合,以表达想说的内容和情感。
2)说出阶段:由想说阶段大脑中枢的决策,以脉冲形式向发音器官发出指令,使得舌、唇、鄂、声带、肺等部分的肌肉协调地动作,发出声音。与此同时,大脑也发出一些指令给其他有关器官,使之产生各种动作来配合言语的效果,如表情、手势、身体姿态等。经常有些人说话时会手舞足蹈。另外,还会开动“反馈”系统来帮助修正语音。
3)传送阶段:说出的话语是一连串声波,凭借空气为媒介传送到听者的r