1、 1 第一章第一章 绪绪 论论 1.11.1 选题的意义和目的选题的意义和目的 语音信号处理是通信和电子信息专业的一门重要专业课程，它涉及到语音学和数字信 号处理的知识，理论性强且工程应用广泛。为了使学生理解并能运用所学理论知识，我们 通过MTLAB环境下的语音信号处理实验，不仅包括对语音信号理论分析验证性的演示，还 包括实验的延伸设计，培养学生的工程实践能力和应用能力。 本文开发了用MTLAB软件实现语音信号处理的实验，使学生在实验室计算机或个人的计算 机上完成各种语音信号处理实验和设计。学生在老师的指导下先熟悉实验的基本操作和过 程，完成验证性实验，而后大量的实验内容、规律总结和延伸设计部
2、分等要求可在学生个 人计算机上完成，相应时间宽限度和灵活性加大。学生不仅学会MTLAB简单编程、调试、 结果显示等操作，还要带着实验图l汉语语音信号某个音素的时域特。图2汉语语音信号某 个音素的LPC特性延伸的设计要求，独立运用理论分析并编程实现，或对已有的算法或技 术进行改进。从而提高语音信号的教学和实验的质量。 1.2 1.2 设计要求设计要求 在理论学习的基础上，进一步地理解和掌握语音信号短时分析的意义，短时时域分析 的基本方法。进一步理解和掌握语音信号短时平均能量函数及短时平均过零数的计算方法 和重要意义，熟悉语音信号的短时分析特性。 画出对一个语音信号的短时频谱。 比较窗 长、窗口形
3、状对语音短时谱的影响。 语音增强是解决噪声污染的一种有效方法，它的一个主要目标是从带噪语音信号中提 取尽可能纯净的原始语音，语音增强目前已发展成为语音信号数字处理的一个重要分支。 理解语音增强的原理，掌握滤波器法实现语音增强的方法。 理解基音检测方法原理。掌 握其经典检测方法中的自相关法、中心消波法、三电平中心消波法的算法实现过程并理解 线性预测分析方法原理，掌握其经典解法中的自相关法，理解 lpc 谱的特点。 熟悉语音 信号求其倒谱与复倒谱的方法;计算一段语音信号的频谱、倒谱与复倒谱, 并进行相应的 比较。比较由加窗语音信号求得的对数幅度谱与倒谱域滤波后得到的对数幅度谱的 2 1.3 1.3
4、 研究内容及难点研究内容及难点 我们提供给学生的语音库包含：汉语语音的全部音素及一些短旬，其中有男声和女声 的不同发音。由于MTLAB软件处理语音信号的独特优势，易于实现编程和演示，可将语音 信号的基础理论知识点用MATLAB软件展示在课堂教学和实验环节中。例如：语音信号的时 域特性演示如图1所示，语音信号切割成音素单元后，各种音素的时域波形和时域参数的 性质都可MTLAB直观的显示出来。让学生通过对这些波形观察，总结其规律，加深学生对 各种音素的时域性质的感性认识。 1.3.1 教学方法上的注重 理论讲授与工程实际的紧密结合，正确把握好课程与教学两者之间的关系，改变传 统的以教师为中心的教学结构，采用启发式或讨论式的教学方法以激发学生参与本课程的 积极性，活跃课堂气氛和思维。收集工程实例并精心穿插到备教学章节中，将一些典型工 程实例作为课外补充作、的形式留给学生。课后学生思考，课堂上教师与学生共同分析 解决问题，由此调动学生的学习积极性，激发学生的学习热情，使学生对本门课程产生强 烈的参与意识。同时，还可以根据教学进度和内容有针对性地让学生走出教室，融入社会 的大课堂
