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* * 大连海事大学 信息科学技术学院 光电信息工程研究所 主讲人：乌旭 电 话E- Mail：xuwu@newmail.dlmu.edu.cn 语音信号处理 第1章　绪论 1.2　语音信号处理的发展及应用 1.1　概述 1.4　语音编码标准的发展 1.3　语音编码算法综述 第1章　绪论 1.1　概述 第1章　绪论 1.1　概述 语音是人类交流信息最直接、最方便、最有效的工具 是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段， 语音通信是人类通信最基本、最重要的方式之一。 通信系统中最常见的数据形式就是语音。 语音的数字化传输和存储，在可靠性、抗干扰能力、快速交换、安全性等方面远胜于模拟化，且灵活方便、价格低廉。 1950年代以来，数字语音在通信系统中的比重越来越大。 语音（压缩）编码是数字语音通信中的一项关键技术。 应用语音编码（语音压缩编码）， ◆同样的信道带宽能传输更多路的语音， ◆同样的存储空间能存储更长时间的语音。 第1章　绪论 1.1　概述 语音编码的应用：有线电话、无线电话、语音必威体育官网网址通信、 会议电视、网络语音传输、玩具、语音存储等。 音频编码的应用：数字高清电视、高保真音乐、CD、DVD、 数字电影、MP3、MP4等。 语音数字化通信：信息产业中发展最快、普及面最广的业务。 通信的三种指标：有效性、可靠性、安全性。 ◆有效性：指用尽可能少的信道资源（如频段、时隙和功率）， 传送尽可能多的信息； ◆可靠性：在传输中抵抗各类干扰的能力 （军事通信中含电子对抗）； ◆安全性：指在传输中的安全必威体育官网网址性能， 即收端防窃听、发端防伪造和篡改的能力等。 通信技术以解决其有效性、可靠性和安全性为目标而发展。 第1章　绪论 1.1　概述 无线通信的有效性问题突出。 ◆原因：信道的频率资源有限；系统传输容量增加。 ◆解决方法之一：更有效的信源编码（语音压缩编码） 对语音编码算法的要求：低码率、高音质、满足时延等。 语音编码分：固定码率语音压缩编码、变速率语音压缩编码。 ◆固定码率语音压缩编码：广泛应用，标准众多，成熟。 ◆变速率语音压缩编码：已开始应用，是目前研究热点，已公布一批标准，如当前应用广泛的码分多址（CDMA）等移动通信系统中。 ◆变速率编码更适于未来技术的发展，在IP电话、互联网等有很好的应用前景。 工程中要根据要求，在码率和合成语音质量两方折衷，最大限度地发挥系统的效能。 1.2　语音信号处理的发展及应用 语音信号处理：研究用数字技术处理语音信号的一门学科。 包括两个方面： ◆研究语音的产生和感知； 与语音学、语言学、认知科学、心理学、生理学等密不可分。 ◆将语音视为一种信号来进行处理。 与数字信号处理、应用数学、电子技术、计算机等密不可分。 有多个分支：语音分析、语音编码、语音合成、语音识别、 说话人识别、语种识别、语音增强、语音理解等。 核心内容：认识和描述语音和语言的基本特征，即语音分析。 第1章　绪论 1.2　语音信号处理的发展及应用 发展历程： ◆1876年Bell发明电话，用声电、电声技术实现语音传输。 ◆1939年Dudley发明声码器，用模型产生语音。有划时代意义。 ◆1947年Bell实验室Potter等发明语谱仪，用语谱图表述语音。 ◆1952年Bell实验室Davis等研制识别10个英语数字的装置。 ◆1956年Olson等研制简单的语音打字机（根据频谱参数识别） ◆1960年代初Fant、Stevens，奠定了语音生成理论的基础。 ◆1960年代中期，一系列数字信号处理方法和技术应用于语音，如数字滤波器、FFT等。 ◆随计算机、微处理器的发展， 硬件处理方法逐渐转为软件处理方法。 第1章　绪论