數字語音處理及MATLAB仿真（第2版）

本書系統地闡述了語音信號處理的原理、方法、技術和套用，同時給出了部分內容對應的MATLAB仿真源程式。全書共14章，第1～6章是基本理論部分，包括語音信號的數字模型、語音信號的短時時域分析、頻域分析及倒譜分析、語音信號線性預測分析和矢量量化；第7～14章是套用部分，包括語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強、小波分析、人工神經網路及獨立分量分析及其在語音信號處理中的套用、語音質量評價和可懂度評價原理及實現。

基本介紹

• 書名：數字語音處理及MATLAB仿真（第2版）
• 作者：張雪英
• ISBN：9787121280795
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2016-05-01

圖書內容

本書系統地闡述了語音信號處理的原理、方法、技術和套用，同時給出了部分內容對應的MATLAB仿真源程式。全書共14章，第1～6章是基本理論部分，包括語音信號的數字模型、語音信號的短時時域分析、頻域分析及倒譜分析、語音信號線性預測分析和矢量量化；第7～14章是套用部分，包括語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強、小波分析、人工神經網路及獨立分量分析及其在語音信號處理中的套用、語音質量評價和可懂度評價原理及實現。

本書內容全面，重點突出，原理闡述深入淺出，注重理論與實際套用的結合，可讀性強。 本書可以作為高等院校通信工程、電子信息工程、自動化、計算機技術與套用等專業高年級本科生相關課程的教材，也可供從事語音信號處理研究的研究生和科研人員參考。

目錄

第1章 緒論

1.1 語音信號處理的發展

1.1.1 語音合成

1.1.2 語音編碼

1.1.3 語音識別

1.2 語音信號處理的套用

1.3 語音信號處理的過程

1.4 MATLAB在數字語音信號處理中的套用

習題1

第2章 語音信號的數字模型

2.1 語音的發聲機理

2.1.1 人的發聲器官

2.1.2 語音生成

2.2 語音的聽覺機理

2.2.1 聽覺器官

2.2.2 聽覺掩蔽效應

2.2.3 臨界頻寬與頻率群

2.2.4 耳蝸的信號處理機制

2.2.5 語音信號聽覺模型

2.3 語音信號的線性模型

2.3.1 激勵模型

2.3.2 聲道模型

2.3.3 輻射模型

2.3.4 語音信號數字模型

2.4 語音信號的非線性模型

2.4.1 線性模型局限性

2.4.2 幾種非線性模型

2.4.3 非線性動力學模型

2.4.4 非線性模型在語音信號處理中的套用及MATLAB實現

習題2

第3章 語音信號的短時時域分析

3.1 語音信號的預處理

3.1.1 語音信號的預加重處理

3.1.2 語音信號的加窗處理

3.2 短時平均能量

3.3 短時平均幅度函式

3.4 短時平均過零率

3.5 短時自相關分析

3.5.1 短時自相關函式

3.5.2 語音信號的短時自相關函式

3.5.3 修正的短時自相關函式

3.5.4 短時平均幅度差函式

3.6 基於能量和過零率的語音端點檢測

3.7 基音周期估值

3.7.1 基於短時自相關法的基音周期估值

3.7.2 基於短時平均幅度差 函式AMDF法的基音周期估值

3.7.3 基音周期估值的後處理

3.7.4 基音周期估值後處理的MATLAB實現

習題3

第4章 語音信號短時頻域及倒譜分析

4.1 傅立葉變換的解釋

4.1.1 短時傅立葉變換

4.1.2 窗函式的作用

4.2 濾波器的解釋

4.2.1 短時傅立葉變換的濾波器實現形式一

4.2.2 短時傅立葉變換的濾波器 實現形式二

4.3 短時綜合的濾波器組相加法

4.3.1 短時綜合的濾波器組相加法原理

4.3.2 短時綜合的濾波器組相加法的MATLAB程式實現

4.3.3 短時綜合的疊接相加法原理及MATLAB程式實現

4.4 語音信號的復倒譜和倒譜分析及 套用

4.4.1 復倒譜和倒譜的定義及性質

4.4.2 復倒譜的幾種計算方法

4.4.3 倒譜的MATLAB實現

4.4.4 語音的倒譜分析及套用

習題4

第5章 語音信號線性預測分析

5.1 LPC的基本原理

5.1.1 LPC的實現方法

5.1.2 語音信號模型和LPC 之間的關係

5.1.3 模型增益G的確定

5.2 線性預測分析的解法

5.2.1 自相關法

5.2.2 協方差法

5.2.3 自相關法的MATLAB 實現

5.3 線譜對LSP分析

5.3.1 LSP的定義和特點

5.3.2 LPC參數到LSP參數的轉換及MATLAB實現

5.3.3 LSP參數到LPC參數的轉換及MATLAB實現

5.4 LPC的幾種推演參數

5.4.1 反射係數

5.4.2 對數面積比係數LAR

5.4.3 預測器多項式的根

5.4.4 預測誤差濾波器的衝激 回響及其自相關係數

5.4.5 LPC倒譜及其MATLAB實現

習題5

第6章 矢量量化

6.1 矢量量化基本原理

6.1.1 矢量量化的定義

6.1.2 失真測度

6.1.3 矢量量化器

6.2 最佳矢量量化器

6.3 矢量量化器的設計算法及MATLAB實現

6.3.1 LBG算法

6.3.2 初始碼書的選定與空胞腔的處理

6.3.3 已知訓練序列的LBG算法的MATLAB實現

6.3.4 樹形搜尋矢量量化器

習題6

第7章 語音編碼原理及套用

7.1 語音編碼的分類及特性

7.1.1 波形編碼

7.1.2 參數編碼

7.1.3 混合編碼

7.2 語音編碼性能的評價指標

7.2.1 編碼速率

7.2.2 編碼語音質量評價

7.2.3 編解碼延時

7.2.4 算法複雜度

7.3 語音信號波形編碼

7.3.1 脈衝編碼調製PCM

7.3.2 自適應預測編碼APC

7.3.3 G.721編碼及算法實現

7.4 語音信號參數編碼

7.4.1 LPC聲碼器原理

7.4.2 LPC10編碼器

7.5 語音信號混合編碼

7.5.1 合成分析技術和感覺加權濾波器

7.5.2 激勵模型的演變

7.5.3 G.728語音編碼標準簡介

7.6 語音信號寬頻變速率編碼

習題7

第8章 語音合成

8.1 語音合成的原理及分類

8.1.1 波形合成法

8.1.2 參數合成法

8.1.3 規則合成法

8.2 共振峰合成法

8.2.1 級聯型共振峰模型

8.2.2 並聯型共振峰模型

8.2.3 混合型共振峰模型

8.3 線性預測參數合成法

8.4 基音同步疊加法

8.4.1 基音同步疊加PSOLA算法原理

8.4.2 基音同步疊加PSOLA算法實現步驟

8.5 文語轉換系統

8.5.1 文語轉換系統的組成

8.5.2 漢語按規則合成

習題8

第9章 語音識別基本原理與套用

9.1 語音識別系統概述

9.1.1 語音信號預處理

9.1.2 語音識別特徵提取

9.1.3 語音訓練識別模型

9.2 HMM基本原理及在語音識別中的套用

9.2.1 隱馬爾可夫模型

9.2.2 隱馬爾可夫模型的3個基本問題

9.2.3 隱馬爾可夫模型用於語音識別

9.3 支持向量機在語音識別中的套用

9.3.1 支持向量機分類原理

9.3.2 支持向量機的模型參數選擇問題

9.3.3 支持向量機用於語音識別的MATLAB實現

習題9

第10章 語音增強原理及套用

10.1 語音和噪聲的主要特性

10.1.1 語音的主要特性

10.1.2 噪聲的特性

10.2 語音增強算法的分類

10.3 單通道語音增強算法及MATLAB仿真實現

10.3.1 譜減法

10.3.2 維納濾波法

10.3.3 最小均方誤差估計法

10.3.4 子空間語音增強算法

10.4 多通道語音增強算法及MATLAB 仿真實現

10.4.1 陣列信號系統模型

10.4.2 麥克風陣列近場模型與遠場模型

10.4.3 經典麥克風陣列的語音增強算法

習題10

第11章 小波分析及在語音信號處理中的套用

11.1 基礎理論

11.2 小波的特性

11.2.1 連續小波變換及性質

11.2.2 離散小波變換及性質

11.3 幾種常用的小波及特性

11.3.1 Haar小波

11.3.2 Daubechies(dbN)小波

11.3.3 Mexican Hat(Marr) 小波

11.3.4 Morlet小波

11.3.5 Meyer小波

11.4 小波變換在語音信號處理中的套用

11.4.1 小波分析在語音信號預處理的套用及MATLAB實現

11.4.2 小波分析在語音去噪中的套用及MATLAB 實現

習題11

第12章 人工神經網路及在語音信號處理中的套用

12.1 人工神經網路簡介

12.2 人工神經網路構成

12.2.1 神經元

12.2.2 網路拓撲

12.2.3 網路的學習算法

12.3 幾種神經網路模型及其算法

12.3.1 單層感知器

12.3.2 多層感知器

12.3.3 徑向基函式神經網路

12.3.4 自組織特徵映射神經網路

12.4 神經網路在語音信號處理中的套用

12.4.1 RBF神經網路在語音識別中的套用及MATLAB 實現

12.4.2 自組織神經網路在語音編碼中的套用及MATLAB 實現

習題12

第13章 獨立分量分析及在語音信號處理中的套用

13.1 基礎理論

13.1.1 ICA的定義與數學模型

13.1.2 ICA的基本假設、不確定性及求解過程

13.1.3 ICA中信號的預處理

13.1.4 ICA的目標函式

13.1.5 ICA性能評價參數

13.2 經典ICA算法

13.2.1 自然梯度算法

13.2.2 信息最大化法

13.2.3 快速ICA算法 (FASTICA)

13.3 ICA在語音信號處理中的套用及MATLAB實現

13.3.1 INFORMAX算法在語音盲信號分離中的套用及MATLAB實現

13.3.2 FASTICA算法在語音盲信號分離中的套用及MATLAB實現

習題13

第14章 語音質量評價和可懂度評價

14.1 語音質量與可懂度

14.2 語音質量的主觀評價方法

14.3 語音可懂度的主觀評價方法

14.4 語音質量客觀評價方法

14.4.1 時域和頻域分段信噪比的方法及MATLAB 實現

14.4.2 基於LPC客觀評價方法及MATLAB實現

14.4.3 語音質量的感知評價方法（PESQ）及MATLAB實現

14.5 語音可懂度客觀評價方法

14.5.1 加權頻帶信噪比評價方法及MATLAB實現

14.5.2 歸一化協方差評價方法（NCM）及MATLAB 實現

14.5.3 短時清晰度指數評價方法(AI-ST)及MATLAB實現

習題14

附錄A 專業術語縮寫英漢對照表

附錄B 程式索引

參考文獻