语音信号处理课件第03章时域分析.pptx

语音信号处理课件第03章时域分析引言引言引言3.1语音信号的短时处理方法3.1语音信号的短时处理方法离散时间信号3.1语音信号的短时处理方法3.1语音信号的短时处理方法3.1语音信号的短时处理方法3.1语音信号的短时处理方法脉冲编码调制3.1语音信号的短时处理方法脉冲编码调制3.1语音信号的短时处理方法脉冲编码调制3.1语音信号的短时处理方法脉冲编码调制3.1语音信号的短时处理方法脉冲编码调制3.1语音信号的短时处理方法脉冲编码调制
取样率经常取10kHz。
某些现代语音处理系统语音频率高端扩展到7～9kHz，相应的取样率也提高到15～20kHz。
(a)是一段语音信号400个取样值的包络曲线，
(b)3bit量化器的量化噪声与被量化信号之间存在着一定的相关性
(c)8bit量化噪声几乎已经看不出这种相关性了。
(d)3bit量化器的噪声与“平稳白噪声过程”的假设不大相符
(e)8bit量化器的噪声的自相关函数的估计几乎是一个冲激函数，这与“白噪声过程”的假设相一致。
(f)3bit量化噪声谱和语音信号谱的性质有某些相似，也是随着频率的升高而下降
(g)8bit时，其量化噪声谱就比较平坦了，这是典型的白噪声谱的形状。SNR(dB)＝6.02B-7.2
每bit字长对SNR贡献为6dB。
当B＝7bit时，SNR＝35dB。此时量化后的语音质量能满足一般通信系统的要求。
语音波形的动态范围可达55dB，故B应取10bit以上。为了在语音信号变化的范围内保持35dB的信噪比，一般要求B≥11，实际常用12bit来量化，其中附加的5bit用于补偿30dB左右的语音波形的动态范围变化。3.1语音信号的短时处理方法预处理反混叠滤波器：为了防止混叠失真和噪声干扰，必须在取样前用一个具有良好截止特性的模拟低通滤波器对语音信号进行滤波，该滤波器称为反混叠滤波器。有时为了防止50Hz市电频率干扰，该低通滤波器实际上做成一个从100Hz到3.4kHz的带通滤波器。对该滤波器的要求是其带内波动和带外衰减特性应尽可能好。平滑滤波器：D/A后面的低通滤波器是平滑滤波器，对重构的语音波形的高次谐波起平滑作用，以去除高次谐波失真。
预加重：
现象:由于语音信号的平均功率谱受声门激励和口鼻辐射的影响，高频端大约在800Hz以上按6dB/倍频程跌落，为此要在预处理中进行预加重。
目的:提升高频部分，使信号的频谱变得平坦，以便于进行频谱分析或声道参数分析。
位置:预加重可在A/D变换前的反混叠滤波之前进行，这样不仅能够进行预加重，而且可以压缩信号的动态范围，有效地提高信噪比。3.1语音信号的短时处理方法加窗取语音帧3.1语音信号的短时处理方法加窗取语音帧3.1语音信号的短时处理方法加窗取语音帧3.1语音信号的短时处理方法加窗取语音帧3.1语音信号的短时处理方法加窗取语音帧3.1语音信号的短时处理方法加窗取语音帧3.1语音信号的短时处理方法3.2短时能量和短时平均幅度3.2短时能量和短时平均幅度3.2短时能量和短时平均幅度3.2短时能量和短时平均幅度3.2短时能量和短时平均幅度3.2短时能量和短时平均幅度3.2短时能量和短时平均幅度3.2短时能量和短时平均幅度3.2短时能量和短时平均幅度3.2短时能量和短时平均幅度3.3短时平均过零率3.3短时平均过零率3.3短时平均过零率3.3短时平均过零率3.3短时平均过零率3.3短时平均过零率语音的端点检测(4)沿着语音帧序列，标注第一个短时平均能量超过TEL的语音帧，注记为NV。如果其后连续的B个语音帧，其短时平均能量大于TEL，而且B个语音帧之后，短时平均能量更是大于TEU，则NV视为可能的语音起点。反之，在NV之后的B个语音帧内，有小于TEL的，或是B个语音帧之后不会大于TEU，则可能只是短暂的噪音造成的现象。因此放弃此NV点，继续往下找。
(5)找到NV之后，往回检查，看其前个语音帧短时平均过零率，是否大于TZ，若是就继续往回找，直到短时平均过零率小于TZ为止。这时候的语音帧视为真正语音的起点，将此语音帧订为N0。如果在NV之前，C个语音帧内没有短时平均过零率大于TZ者，就将NV作为真正的语音起点，这表示没有低能量的辅音在前面。(6)从NV之后应该是元音，以后的语音帧能量大于TEL，就是语音存在，一直到能量小于TEL，就视为语音结束，语音终点的语音帧标注为NE。
(7)从N0或NV到NE之间，就是语音存在的区域。3.4短时自相关函数3.4短时自相关函数3.4短时自相关函数Rn(k)＝＝[x(n)x(n-k)］*hk(n)
短时自相关函数可看做序列［x(n)x(n-k)］通过单位函数响应为hk(n)的数字滤波器的输出由图3-18(a)、(b)可见:
对应于浊音语音的自相关函数，具有一定的周期性。在相隔一定的取样后，自