智能信息感知技术 课件 第七章 智能语音传感技术.pptx

智能传感技术——第七章智能语音传感技术

目 录27.1智能语音传感技术基础常见的智能语音传感技术智能语音数据处理技术智能语音传感技术典型应用

7.1智能语音传感技术基础7.1.1传统语音传感器技术声音是空气或其他介质的波动,是物体的撞击、摩擦、运动产生的振动以波的形式向外传播的。根据物体振动所产生波的频率高低，分为声波和超声波。超声波20kHz声波3声音传感器是一种可以检测、测量并显示声音波形的传感器。

7.1智能语音传感技术基础7.1.1传统语音传感器技术声音传感器（话筒、麦克风)，根据声波引起的物体振动(比如振动膜)将其转化为电信号，从而实现声波的检测。纯压力式话筒速率式话简混合式话筒全方向性（振动膜两侧开放）一定方向性（振动膜单侧开放）结构分类4

7.1智能语音传感技术基础7.1.1传统语音传感器技术常用声音传感器原理介绍变磁阻式话筒5声波使振动膜发生振动，导致衔铁在两磁极之间运动，衔铁的运动将改变回路中的磁通，从而使磁铁上缠绕的线圈产生感应电压。如果气隙和衔铁的形状设计合理，则输出感应电压具有很好的线性特性。

7.1智能语音传感技术基础7.1.1传统语音传感器技术动圈式话筒动圈式话筒是一种更加专业的话筒,它将振动膜和线圈整合在一条窄金属条中,并放置在卡形磁铁的两个磁极之间。其输出电压和阻抗都很低，一般这种话筒都内建变压器或前置放大器。动圈式话简具有很好的方向性，广泛应用于嘈杂场合的广播系统中6

7.1智能语音传感技术基础7.1.1传统语音传感器技术驻极体话筒驻极体话筒是一种电容式声音传感器。驻极体相当于永磁体，其中存在永久的静电荷。话筒主要由一块驻极体材料(一侧镀金属膜用于连接引线)和单独的振动膜构成。驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。7

7.1智能语音传感技术基础87.1.1传统语音传感器技术压电陶瓷片话筒压电陶瓷片话筒是利用压电陶瓷作为压力敏感元件，进行压电转换，实现对声波振动的感知。压电陶瓷是一种人工合成材料,收到外界压力时可以在两面产生电荷，电荷量与压力成正比。压电陶瓷片的压电效应是可逆流的，在压电陶瓷片上多加一个交变的电场，陶瓷片就会时而变薄时而加厚，还会产生振动以及发射声波（压电陶瓷蜂鸣器）。

7.1智能语音传感技术基础7.1.1传统语音传感器技术硅微传声器（MEMS）微机电系统（MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem）MEMS麦克风是利用硅薄膜来检测声压的，MEMS麦克风能够在芯片上集成一个模数转换器，形成具有数字输出的麦克风。MEMS麦克风具有半导体产品的种种优点,最为重要的一个特性是，MEMS麦克风容易实现数字化，从而削除了传输噪音。目前主要应用在手机中，数码相机、MP3播放器和PDA、耳机和助听器等领域也正在从驻极体式麦克风向MEMS过渡。9

7.1智能语音传感技术基础7.1.1传统语音传感器技术主要技术指标声音传感器的技术指标主要包括：灵敏度、频率响应、动态范围、指向性、重复性和何尺寸等。驻极体声音传感器的灵敏度有自由场灵敏度、声压灵敏度和扩散场灵敏度之分。（1）自由场灵敏度是声音传感器输出端的开路电压和置人前所在处的自由声场声压之比。（2）声压灵敏度采用的是作用在声音传感器膜片上的实际电压，同一个声音传感器，声压灵敏度小于自由场灵敏度，且在高频时下降明显。（3）扩散场灵敏度则是指声音传感器受到来自各不同方向，无规则场声压的均匀激励，其输出与声音传感器所处的方位无关。10

7.1智能语音传感技术基础7.1.2智能语音传感技术智能语音传感技术系统在传统的声音传感器的基础上加入智能语音处理的相关技术，实现的功能不仅仅是将语音捕捉下来，而是感知到语音中包含的有用信息并将其应用于实际问题。11

7.1智能语音传感技术基础7.1.2智能语音传感技术12

7.1智能语音传感技术基础137.1.2智能语音传感技术（1）语音信号采集：通过声音传感器捕获语音信号，输入后端的处理器中。此时，获得的语音信号为模拟信号，需要在下一阶段进行必要的处理，才能进行进一步的智能分析。（2）语音预处理：初步获取的语音信号是连续的时序信号，其中可能包括采集过程中引入的噪声，并且连续信号不方便我们进行后续的数字化处理过程。因此，在智能语音分析之前必须对采集的语音信号进行预处理步骤，其中主要包含：预加重处理、加窗分帧处理、端点检测等。

7.1智能语音传感技术基础7.1.2智能语音传感技术预加重处理：信号传输线表现出来的是低通滤波特性，传输过程中信号的高频成分衰减大，低频成分衰减少。预加