数字语音处理及MATLAB仿真rar学习教案

1、数字语音处理数字语音处理(chl)及及MATLAB仿真仿真rar第一页，共82页。第1页/共81页第二页，共82页。第2页/共81页第三页，共82页。输入输入预处理预处理特征提取特征提取训练识别训练识别网络网络输出输出语音识别系统组成部分图示语音识别系统组成部分图示第3页/共81页第四页，共82页。第4页/共81页第五页，共82页。采样前用一个锐截止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或去伪滤波器。第5页/共81页第六页，共82页。( )( )(1)y nx nax n(10-1)式中，系数常在式中，系数常在0.9至至1之间选取。之间选取。第6页/共81页第七页，共82页

2、。第7页/共81页第八页，共82页。第8页/共81页第九页，共82页。第9页/共81页第十页，共82页。(xiogu)至关重要。同时，还要考虑特征参数的计算量。第10页/共81页第十一页，共82页。第11页/共81页第十二页，共82页。第12页/共81页第十三页，共82页。第13页/共81页第十四页，共82页。pkkkzazH111)(第14页/共81页第十五页，共82页。pa 第15页/共81页第十六页，共82页。性。第16页/共81页第十七页，共82页。第17页/共81页第十八页，共82页。1log( )cos (0.5) / 1,2,MnkCX kkn MnL第18页/共81页第十九页，

3、共82页。第19页/共81页第二十页，共82页。第20页/共81页第二十一页，共82页。x(n) 耳蜗滤耳蜗滤 波器波器 M 耳蜗滤耳蜗滤 波波 器器 2 耳蜗滤耳蜗滤 波波 器器 1 1 ZCPA(t,f) 耳蜗滤耳蜗滤 波波 器器 i 过零点过零点 检测器检测器 频频 率率 接收器接收器 峰峰 值值 检测器检测器 非线性非线性处处 理理 第21页/共81页第二十二页，共82页。第22页/共81页第二十三页，共82页。第23页/共81页第二十四页，共82页。第24页/共81页第二十五页，共82页。 识识别别结结果果 识识别别 语语音音信信号号 预预处处理理 特特征征提提取取 模模式式匹匹配配

4、 参参考考模模式式 判判决决规规则则 S 训训练练 第25页/共81页第二十六页，共82页。第26页/共81页第二十七页，共82页。第27页/共81页第二十八页，共82页。随机过程。前者通过后者表现出来，但前者的具体(jt)参数是不可测的。第28页/共81页第二十九页，共82页。第29页/共81页第三十页，共82页。第30页/共81页第三十一页，共82页。第31页/共81页第三十二页，共82页。第32页/共81页第三十三页，共82页。待识别的待识别的语音数据语音数据权值权值w根据标号训练根据标号训练网络得出权值网络得出权值已有神经已有神经网络模型网络模型输出结果输出结果特特 征征 提提 取取用

5、于训练的用于训练的语音数据语音数据第33页/共81页第三十四页，共82页。第34页/共81页第三十五页，共82页。NXXX,21第35页/共81页第三十六页，共82页。预处理预处理参数提取参数提取码本码本1码本码本2码本码本M判决逻辑判决逻辑模型模型1模型模型2语音语音信号信号识别输识别输出结果出结果第36页/共81页第三十七页，共82页。第37页/共81页第三十八页，共82页。第38页/共81页第三十九页，共82页。第39页/共81页第四十页，共82页。第40页/共81页第四十一页，共82页。第41页/共81页第四十二页，共82页。,.,21NSSSS ,.,21MOOOO NjiSqSqP

6、aaAitjtijij,1,|,1一个隐马尔可夫模型一个隐马尔可夫模型(mxng)由下列参数来决定：由下列参数来决定：第42页/共81页第四十三页，共82页。MkNjSqOtPObObBjtkkjkj1 ,1 |)(),(时刻的输出符号为在NiSqPiii1,1),(BA第43页/共81页第四十四页，共82页。,.,21TOOOO ),(BAOOP,.,21TOOOO ),(BA),(BAOP第44页/共81页第四十五页，共82页。)(it)|,.,()(21itttSqOOOPi；第45页/共81页第四十六页，共82页。NiObiii1 )()(11NjTtObaijtjNiijtt111)

7、()()(111；，)()|(1iOPNiTija)(tjOb第46页/共81页第四十七页，共82页。)(it)|;,.,()(21itTtttSqOOOPi,.,21TttOOO第47页/共81页第四十八页，共82页。NiiT 1 , 1)(NiTTtjObaitNitjijt1 , 1,.,2, 1),()()(111)()|(11iOPNi 后向变量也可以后向变量也可以(ky)用迭代法进行计算，步骤如下：用迭代法进行计算，步骤如下：第48页/共81页第四十九页，共82页。)(itiS,.,21tOOO)(itiS,.,21TttOOO)()(iitt、iS)|,()()(itttSqOP

8、iiNiTtiiOPNitt,.2 , 1, 2 , 1)()()|(1；，第49页/共81页第五十页，共82页。O模型的条件下，t时刻处在状态Si的概率。)(it),|()(OSqPiitt第50页/共81页第五十一页，共82页。)|()()()()()()()(1OPiiiiiiittNittttt)|,()()(itttSqOPii)|()|,()(OPSqOPiitt1)(1NitiTtiqtNit1)(maxarg1，可用前后向变量可用前后向变量(binling)表示为：表示为：第51页/共81页第五十二页，共82页。),|(OQP第52页/共81页第五十三页，共82页。0)(1)(

9、)(111iNiObiii，NjTtObaijtjijtNit1 ,2)()(max)(11，NjTtaijijtNit1 ,2)(maxarg)(11，)(max1*ipTNi)(maxarg1*iqTNiT1,.,2, 1)(*11*TTtqqttt，第53页/共81页第五十四页，共82页。),(BA)|(OP第54页/共81页第五十五页，共82页。),(jitNiNjttjijtttjijtttjijttjObaijObaiOPjObaiji11111111)()()()()()()|()()()(),(),|,(),(1OSqSqPjijtitt第55页/共81页第五十六页，共82页。

10、tt+1t-1 jiSS1tjijOba),(jit第56页/共81页第五十七页，共82页。)(it),(jitNjttjii1),()(第57页/共81页第五十八页，共82页。Niiiiiii111111)()()()()(1111111111)|(/ )()()|(/ )()()()(),(TtttTtttjijtTttTttijOPiiOPjObaiijiATtttTvOtttTttTtvOtkjOPiiOPiijjOBkkkk11 11)|(/ )()()|(/ )()()()()(第58页/共81页第五十九页，共82页。),(BA第59页/共81页第六十页，共82页。)(it)( j

11、t第60页/共81页第六十一页，共82页。)(it)( jt)(it)( jt第61页/共81页第六十二页，共82页。)(it)( it)(it)(it)( it)(it)(it)( itNittic1)(1第62页/共81页第六十三页，共82页。)()(11ii)()()(11111icici)|(1)(1)(1111111OPiicNiNi)()(iciattt第63页/共81页第六十四页，共82页。)()()(111tjijNittObaij)()()()()()()(212211122112222jccObaiccObaicjcjjijNijijNi)(.)(121jccccjtttt

12、t第64页/共81页第六十五页，共82页。)()|(1iOPNiT)().()|(1121icccOPNiTT1)()(11NiTTNiTici121).()|(TcccOP第65页/共81页第六十六页，共82页。加入定标算法后（即用修正递推值代替原来的前后向变量）改写三个参数重估公式：)( jt)(jt1)()(jjTT)()(jcjTTT)().()(11jcccjttTTt第66页/共81页第六十七页，共82页。NiicOPiicOPii111111111)|()()()|()()(1111111)()()()()(TttttTtttjijtijciijObaiA TtNittjijtT

13、vOtNittjijtkjiObaiciiiObaiciiOBkk21111112111111)()()()()()()()()()()(第67页/共81页第六十八页，共82页。第68页/共81页第六十九页，共82页。,.,)()2()1(LOOO)|(OPNiLllllLllllicOPiicOPii111)(1)(1)(111)(1)(1)(1)|()()()|()()(第69页/共81页第七十页，共82页。LlTtltltltLlTtlttjijltijllciijObaiA1111)()()(111)(11)()()()()()( LlTtNilttjijltlllLlTvOtNilt

14、tjijltlllkjllkkiObaiciiiObaiciiOB121)()(1)(1)(1)(1121)()(1)(1)(1)(1 )()()()()( )()()()()()(11第70页/共81页第七十一页，共82页。第71页/共81页第七十二页，共82页。第72页/共81页第七十三页，共82页。第73页/共81页第七十四页，共82页。SNR(dB)15202530clean10词词85.784.786.285.789.120词词76.681.282.481.785.730词词77.181.983.182.983.540词词76.679.081.382.683.050词词72.174.580.179.081.7第74页/共81页第七十五页，共82页。第75页/共81页第七十六页，共82页。超过了参数A和。所以也可以单独对参数B初值的选取采用一定的优化方法。第76页/共81页第七十七页，共82页。第77页/共81页第七十八页，共82页。SNR(dB)15202530clean