人工智能基础及应用（微课版） 课件 第9章 语音信号处理中的应用.pptx

第九章第9章深度神经网络在语音信号处理中的应用9.1语音信号的基础知识9.2基本原理9.3语音增强技术及应用9.4语音识别的前沿问题及应用前景电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1语音信号的基础知识9.1语音信号的基础知识9.1.1语言和语音9.1.2语音信号的产生机理9.1.3语音信号的感知9.1.4语音信号生成的产生模型电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1.1语音和语言9.1语音信号的基础知识语音、词汇、语法是语言的三个基本要素语音是由人类发音器官发出的，能承载并传达一定的语义信息，通过人耳接收后能够使人理解其含义的声音。语音是语言和声音的结合体，研究人类语音信号的产生过程有利于对语音本质的进一步认识，并分析语音信号的基本特征，从而推进语音结构分析和语音识别技术的工作进程。人的说话过程大致可分为：（1）想说阶段（2）表达阶段（3）传送阶段（4）接受阶段（5）理解阶段。电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1.2语音信号的产生机理9.1.2语音信号的产生机理人类发声的基音频率在80Hz到500Hz的范围内。基音频率不仅是反映说话人特点的一个重要参数，而且基音频率随时间的变化模式也反映了汉语语音中的声调变化。电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1.3语音信号的感知9.1.3语音信号的感知电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1.3语音信号的感知1.听觉系统（1）耳的结构：耳朵是人类重要的听觉器官，它可以接收外部传来的声音信号并将其转换成神经冲动。语音感知的过程就是指耳朵将转换后的神经脉冲传递至大脑，经过大脑分析处理后转变为确切的信息。电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1.3语音信号的感知1.听觉系统（2)听觉的形成：声音的感受细胞在内耳的耳蜗部分，因此，外来的声波必须传到内耳才能引起听觉。电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1.3语音信号的感知1.听觉系统（3）耳蜗的作用：声波引起外耳腔空气振动，由鼓膜经过三块听小骨传到内耳的前庭窗，镫骨的运动引起耳蜗内流体压强的变化，从而引起行波沿基底膜的传播。不同频率的声音产生不同的行波，其峰值出现在基底膜的不同位置上。电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1.3语音信号的感知2.掩蔽效应掩蔽分为频域掩蔽和时域掩蔽。声音能否被听到取决于它的频率和强度。正常人听觉的频率范围为20Hz~20kHz，强度范围为5~130dB。在听觉区域内，人耳对声音的响应随频率而变化，最敏感的频率段是2~4kHz。电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1.4语音信号生成的产生模型9.1.4语音信号生成的产生模型电子信息工程系DepartmentofElectronicInformation哈尔滨理工大学HarbinUniversityofScienceandTechnology9.1.4语音信号生成的产生模型语音信号产生的时域离散模型的传递函数可表示为：（9-1）声道传输函数：（9-2）电子信息工程系Depart