语音信号数字处理教学大纲_572002761

《语音信号数字处理》

Digital Processing of Speech Signals

课程类别 本科生/研究生专业基础课 课程编号

课程对象 电子信息工程高年级本科生

信号与信息处理专业研究生

学时/学分32/2

课程目标 《语音信号数字处理》内容包括介绍语音信号的基本特征和语音的产生模型，重点讲授如何利用数字信号处理技术进行语音特征的分析提取。在此基

础上讲授常用的语音编码技术和语音识别技术。通过本课程的学习，学生应 （1）了解语音信号的基本特征和产生原理

（2）掌握语音信号分析技术

（3）了解掌握语音信号编码技术

（4）了解掌握语音识别技术

主要章节构成及学时分配 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）

要求先修课程及主要知识点 （1） 数字信号处理

信号的短时分析技术；取样Z变换； （2） 随机过程

马尔可夫过程；

教材或主要 参考书 （1） 杨行峻，迟惠生等，《语音信号数字处理》 ，电子工业出版社，1995年

（2） [美] 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

（3） L.R.Rabiner, ”Fundamentals of Speech Recognition”Prentic-Hall,Inc. (影印版，清华大学出版社，1999，8)

（4） J.D. Markel and Jr A.H.Gray,”Linear Prediction of Speech”,Springer-Verlag,1976

（5） 姚天任，“数字语音处理”，华中理工大学出版社，1992，4

各章主要知识点（无标记者为基本知识点；标有*者为自学知识点；标有#者为扩展知识点）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

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

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；*最优非线性压扩曲

线的求解；自适应量化编码；ADPCM编码；*正交镜像滤波器组与

子带编码；#MPEG-I Layer II音频编码技术

第七章：语音信号的参数编码

LPC声码器；多脉冲激励及规则脉冲激励声码器

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；语音识别整体模型与系统

第九章：总结

课程要求通过对这门课程的学习，学生应该了解语音信号的基本特征和处理方法，能够掌握语音编码和语音识别专业的基础理论知识，了解本专业的最新发展动

向，为进一步的专业研究奠定必要的基础知识。