語(yǔ)音信號(hào)處理是數(shù)字信號(hào)處理的一個(gè)重要分支。本書(shū)含有許多數(shù)字信號(hào)處理的方法和MATLAB函數(shù)。全書(shū)共10章。第1～4章介紹語(yǔ)音信號(hào)處理的一些基本分析方法和手段，以及相應(yīng)的MATLAB函數(shù)；第5～9章介紹語(yǔ)音信號(hào)預(yù)處理和特征的提取，包括消除趨勢(shì)項(xiàng)和基本的減噪方法，以及端點(diǎn)檢測(cè)、基音的提取和共振峰的提取，并利用語(yǔ)音信號(hào)處理的基本方法，給出了多種提取方法和相應(yīng)的MATLAB程序；第10章結(jié)合各種參數(shù)的檢測(cè)介紹了語(yǔ)音信號(hào)的合成、語(yǔ)音信號(hào)的變速和變調(diào)處理，還介紹了時(shí)域基音同步疊加(TDPSOLA)的語(yǔ)音合成，并給出了相應(yīng)的MATLAB程序。附錄A中給出了調(diào)試復(fù)雜程序的方法和思路。

目錄
 

第1章語(yǔ)音的產(chǎn)生和感知1
1.1發(fā)聲器官1
1.2語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字模型2
1.2.1激勵(lì)模型3
1.2.2聲道模型4
1.2.3輻射模型7
1.3語(yǔ)音的感知7
1.3.1人耳的構(gòu)造7
1.3.2聽(tīng)覺(jué)感受性8
1.3.3掩蔽效應(yīng)8
1.3.4響度10
1.3.5音高11
第2章語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域、頻域特性和短時(shí)分析技術(shù)12
2.1MATLAB中的語(yǔ)音信號(hào)分幀12
2.2語(yǔ)音分析中的窗函數(shù)15
2.3語(yǔ)音信號(hào)短時(shí)時(shí)域處理16
2.3.1短時(shí)能量和短時(shí)平均幅度16
2.3.2短時(shí)平均過(guò)零率18
2.3.3短時(shí)自相關(guān)函數(shù)19
2.3.4短時(shí)平均幅度差函數(shù)20
2.4語(yǔ)音信號(hào)短時(shí)頻域處理21
2.4.1短時(shí)傅里葉變換的定義22
2.4.2語(yǔ)譜圖25
2.4.3短時(shí)功率譜密度27
第3章語(yǔ)音信號(hào)在其他變換域中的分析技術(shù)和特性30
3.1語(yǔ)音信號(hào)的同態(tài)處理和倒譜分析30
3.1.1同態(tài)處理的基本原理30
3.1.2復(fù)倒譜和倒譜31
3.2離散余弦變換34
3.3Mel頻率倒譜系數(shù)的分析37
3.3.1Mel濾波器組37
3.3.2MFCC特征參數(shù)提取38
3.4小波和小波包變換43
3.4.1小波變換43
3.4.2小波包變換44
3.4.3小波包算法45
3.4.4MATLAB中一維小波和小波包變換函數(shù)46
3.4.5MATLAB語(yǔ)音信號(hào)小波和小波包變換的例子49
3.5EMD的基本理論和算法53
3.5.1EMD的基本概念53
3.5.2EMD的基本原理55
3.5.3EMD法的完備性和正交性57
3.5.4基于EMD的Hilbert變換的基本原理和算法59
3.5.5EMD法的MATLAB函數(shù)60
參考文獻(xiàn)61
第4章語(yǔ)音信號(hào)的線性預(yù)測(cè)分析62
4.1線性預(yù)測(cè)分析的基本原理62
4.1.1信號(hào)模型62
4.1.2線性預(yù)測(cè)方程的建立64
4.1.3語(yǔ)音信號(hào)的線性預(yù)測(cè)分析65
4.2線性預(yù)測(cè)分析自相關(guān)和自協(xié)方差的解法66
4.2.1自相關(guān)法66
4.2.2協(xié)方差法71
4.3線性預(yù)測(cè)分析格型法的解法72
4.3.1格型法的基本原理72
4.3.2格型法的求解74
4.4線性預(yù)測(cè)導(dǎo)出的其他參數(shù)78
4.4.1預(yù)測(cè)誤差及其自相關(guān)函數(shù)79
4.4.2反射系數(shù)和聲道面積79
4.4.3線性預(yù)測(cè)的頻譜和預(yù)測(cè)誤差濾波器A（z）多項(xiàng)式的根81
4.4.4線性預(yù)測(cè)倒譜83
4.5線譜對(duì)的分析法86
4.5.1LSP的定義和特點(diǎn)87
4.5.2LPC到LSP參數(shù)的轉(zhuǎn)換89
4.5.3LSP參數(shù)到LPC的轉(zhuǎn)換91
參考文獻(xiàn)95
第5章帶噪語(yǔ)音和預(yù)處理96
5.1純語(yǔ)音和帶噪語(yǔ)音96
5.2信噪比96
5.3帶噪語(yǔ)音的產(chǎn)生97
5.4語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理一——消除趨勢(shì)項(xiàng)和直流分量101
5.4.1最小二乘法擬合趨勢(shì)項(xiàng)的原理102
5.4.2最小二乘法擬合消除趨勢(shì)項(xiàng)的函數(shù)103
5.5語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理二——數(shù)字濾波器105
5.5.1IIR低通、高通、帶通和帶阻濾波器的設(shè)計(jì)105
5.5.2FIR低通、高通、帶通和帶阻濾波器的設(shè)計(jì)109
參考文獻(xiàn)116
第6章語(yǔ)音端點(diǎn)的檢測(cè)117
6.1雙門(mén)限法117
6.2雙門(mén)限法的改進(jìn)和推廣123
6.2.1噪聲的影響123
6.2.2平滑處理125
6.2.3雙參數(shù)的雙門(mén)限檢測(cè)法127
6.2.4單參數(shù)的雙門(mén)限檢測(cè)法129
6.3相關(guān)法的端點(diǎn)檢測(cè)131
6.3.1自/互相關(guān)函數(shù)最大值的端點(diǎn)檢測(cè)131
6.3.2歸一化自相關(guān)函數(shù)的端點(diǎn)檢測(cè)134
6.3.3自相關(guān)函數(shù)主副峰比值的端點(diǎn)檢測(cè)136
6.3.4自相關(guān)函數(shù)余弦角值的端點(diǎn)檢測(cè)138
6.4方差法的語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)141
6.4.1頻帶方差的端點(diǎn)檢測(cè)141
6.4.2均勻子帶分離頻帶方差的端點(diǎn)檢測(cè)142
6.4.3頻域BARK子帶方差的端點(diǎn)檢測(cè)143
6.4.4小波包BARK子帶方差的端點(diǎn)檢測(cè)145
6.5譜距離法的端點(diǎn)檢測(cè)148
6.5.1對(duì)數(shù)頻譜距離的端點(diǎn)檢測(cè)149
6.5.2倒譜距離的端點(diǎn)檢測(cè)151
6.5.3MFCC倒譜距離的端點(diǎn)檢測(cè)153
6.6譜熵在端點(diǎn)檢測(cè)中的應(yīng)用155
6.6.1譜熵法的端點(diǎn)檢測(cè)155
6.6.2譜熵法端點(diǎn)檢測(cè)的改進(jìn)156
6.7能零比和能熵比的端點(diǎn)檢測(cè)159
6.7.1能零比的端點(diǎn)檢測(cè)159
6.7.2能熵比法的端點(diǎn)檢測(cè)161
6.8小波變換和EMD分解在端點(diǎn)檢測(cè)中的應(yīng)用162
6.8.1小波變換在端點(diǎn)檢測(cè)中的應(yīng)用162
6.8.2EMD分解在端點(diǎn)檢測(cè)中的應(yīng)用164
6.9低信噪比時(shí)的端點(diǎn)檢測(cè)167
6.9.1噪聲的估算168
6.9.2基本譜減法和方差法的端點(diǎn)檢測(cè)170
6.9.3多窗譜估計(jì)譜減法和能熵比法的端點(diǎn)檢測(cè)172
參考文獻(xiàn)174
第7章語(yǔ)音信號(hào)的減噪176
7.1自適應(yīng)濾波器減噪176
7.1.1LMS算法基本原理176
7.1.2基本LMS自適應(yīng)算法178
7.1.3LMS的自適應(yīng)陷波器181
7.2譜減法減噪184
7.2.1基本譜減法184
7.2.2改進(jìn)的譜減法187
7.3維納濾波法減噪195
7.3.1維納濾波的基本原理195
7.3.2維納濾波減噪的具體步驟和函數(shù)WienerScalart96197
7.3.3維納濾波的MATLAB例子199
參考文獻(xiàn)201
第8章基音周期的估算方法202
8.1基音周期提取的預(yù)處理203
8.1.1基音檢測(cè)中的端點(diǎn)檢測(cè)203
8.1.2基音檢測(cè)中的帶通濾波器204
8.2倒譜法的基音檢測(cè)205
8.2.1倒譜法基音檢測(cè)原理205
8.2.2倒譜法基音檢測(cè)的MATLAB程序206
8.2.3簡(jiǎn)單的后處理方法207
8.3短時(shí)自相關(guān)法的基音檢測(cè)209
8.3.1短時(shí)自相關(guān)函數(shù)法209
8.3.2中心削波的自相關(guān)法211
8.3.3三電平削波的互相關(guān)函數(shù)法212
8.3.4基于自相關(guān)函數(shù)法提取基音的MATLAB程序214
8.4短時(shí)平均幅度差函數(shù)的基音檢測(cè)215
8.4.1短時(shí)平均幅度差函數(shù)法215
8.4.2改進(jìn)的短時(shí)平均幅度差函數(shù)法217
8.4.3循環(huán)平均幅度差函數(shù)法218
8.4.4基于平均幅度差函數(shù)法提取基音的MATLAB程序220
8.4.5自相關(guān)函數(shù)法和平均幅度差函數(shù)法的結(jié)合221
8.5線性預(yù)測(cè)的基音檢測(cè)223
8.5.1線性預(yù)測(cè)倒譜法223
8.5.2簡(jiǎn)化逆濾波法225
8.6基音檢測(cè)的進(jìn)一步完善227
8.6.1主體延伸法的原理和方法228
8.6.2主體延伸基音檢測(cè)法的步驟229
8.6.3端點(diǎn)檢測(cè)和元音主體的檢測(cè)230
8.6.4元音主體的基音檢測(cè)232
8.6.5計(jì)算延伸區(qū)間和長(zhǎng)度239
8.6.6在延伸區(qū)間進(jìn)行基音檢測(cè)241
8.6.7主體延伸基音檢測(cè)法的MATLAB程序248
8.7帶噪語(yǔ)音中的基音檢測(cè)251
8.7.1小波自相關(guān)函數(shù)法251
8.7.2譜減自相關(guān)函數(shù)法253
8.7.3譜減法與主體延伸法相結(jié)合255
參考文獻(xiàn)258
第9章共振峰的估算方法259
9.1預(yù)加重和端點(diǎn)檢測(cè)259
9.1.1預(yù)加重259
9.1.2端點(diǎn)檢測(cè)260
9.2倒譜法對(duì)共振峰的估算260
9.2.1倒譜法共振峰估算的原理260
9.2.2倒譜法共振峰估算的MATLAB程序261
9.3LPC法對(duì)共振峰的估算262
9.3.1LPC法共振峰估算的原理262
9.3.2LPC內(nèi)插法共振峰的估算263
9.3.3LPC求根法共振峰的估算266
9.4連續(xù)語(yǔ)音LPC法共振峰的檢測(cè)268
9.4.1簡(jiǎn)單LPC共振峰檢測(cè)268
9.4.2改進(jìn)的LPC共振峰檢測(cè)270
9.5基于HilbertHuang變換（HHT）的共振峰檢測(cè)274
9.5.1希爾伯特變換275
9.5.2語(yǔ)音信號(hào)的另一種模型——AMFM模型278
9.5.3對(duì)AMFM模型的分析279
9.5.4語(yǔ)音信號(hào)共振峰特征參數(shù)提取的HHT方法279
9.5.5基于HilbertHuang變換的共振峰檢測(cè)步驟和MATLAB程序280
參考文獻(xiàn)283
第10章語(yǔ)音信號(hào)的合成算法284
10.1語(yǔ)音合成中數(shù)據(jù)疊接的三種方法285
10.1.1重疊相加法285
10.1.2重疊存儲(chǔ)法290
10.1.3線性比例重疊相加法293
10.2用頻譜參數(shù)合成語(yǔ)音信號(hào)296
10.3線性預(yù)測(cè)系數(shù)和預(yù)測(cè)誤差的語(yǔ)音信號(hào)合成298
10.4線性預(yù)測(cè)系數(shù)和基音參數(shù)的語(yǔ)音信號(hào)合成300
10.4.1預(yù)測(cè)系數(shù)和基音參數(shù)語(yǔ)音合成的模型300
10.4.2基音檢測(cè)函數(shù)301
10.4.3激勵(lì)脈沖的產(chǎn)生303
10.4.4預(yù)測(cè)系數(shù)和基音參數(shù)語(yǔ)音合成的程序清單304
10.5基音和共振峰合成語(yǔ)音信號(hào)308
10.5.1共振峰和基音參數(shù)語(yǔ)音合成的模型308
10.5.2線性預(yù)測(cè)共振峰檢測(cè)和基音參數(shù)的語(yǔ)音合成程序315
10.5.3倒譜法與內(nèi)插法結(jié)合的共振峰檢測(cè)和基音參數(shù)的語(yǔ)音合成程序319
10.6語(yǔ)音信號(hào)的變速和變調(diào)算法322
10.6.1語(yǔ)音信號(hào)的變速322
10.6.2語(yǔ)音信號(hào)的變調(diào)327
10.6.3語(yǔ)音信號(hào)變速又變調(diào)331
10.7波形拼接合成技術(shù)和時(shí)域基音同步疊加334
10.7.1波形拼接合成技術(shù)334
10.7.2時(shí)域基音同步疊加（TDPSOLA）合成技術(shù)335
10.7.3時(shí)域基音同步疊加TDPSOLA的MATLAB工具箱339
參考文獻(xiàn)344
附錄A程序的調(diào)試和修改345
A.1準(zhǔn)備工作345
A.2元音主體中的基音檢測(cè)與調(diào)試350
A.3元音主體前后向延伸中的基音檢測(cè)與調(diào)試359
A.4更多中間數(shù)據(jù)的檢測(cè)370
A.5參數(shù)的調(diào)整373
附錄B本書(shū)自編函數(shù)速查表375
附錄C本書(shū)應(yīng)用的MATLAB函數(shù)速查表378