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语音信号处理教学大纲

一、引言

语音信号处理作为一门交叉学科，涵盖了信号处理、语言学、声学

等多个领域的知识和技术。本教学大纲旨在介绍语音信号处理的基本

理论和方法，培养学生对语音信号分析、合成和识别的能力，为他们

在语音合成、语音识别、语音增强等应用领域发展提供基础。

二、教学目标

1.理解语音信号的基本概念和特征，能够说明语音信号处理的重要

性和应用领域。

2.熟悉语音信号的数字表示方法，包括时域分析和频域分析。

3.掌握语音信号处理的基本方法，包括预处理、特征提取、模型建

立和参数估计。

4.能够应用所学方法进行语音信号的分析、合成和识别，并能够解

释结果。

5.培养学生的创新思维和实践能力，使其能够在语音信号处理领域

开展研究工作或应用项目。

三、教学内容和学时分配

1.语音信号的基本概念和特征（3学时）

1.1语音信号的定义和表示

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1.2语音信号的时域特征

1.3语音信号的频域特征

2.数字信号处理基础（6学时）

2.1采样和量化

2.2数字滤波器设计

2.3傅里叶变换和频域分析

3.语音信号的预处理（6学时）

3.1语音增强技术

3.2语音端点检测

3.3噪声去除

4.语音信号的特征提取（9学时）

4.1短时能量和短时过零率

4.2声谱图和倒谱分析

4.3线性预测编码（LPC）

4.4线性预测倒谱系数（LPCC）

4.5基频和共振峰估计

5.语音信号的分析与合成（12学时）

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5.1数字信号的线性预测分析和合成

5.2短时傅里叶变换分析和合成

5.3矢量量化（VQ）合成

5.4拟合声纹分析和合成

6.语音信号的识别与识别率评估（15学时）

6.1隐马尔可夫模型（HMM）基础

6.2维特比算法

6.3声学模型训练和特征匹配

6.4语音识别系统性能评估

7.高级主题和应用（9学时）

7.1语音情感识别

7.2语音增强和降噪算法

7.3语音合成技术

7.4语音识别的前沿研究

四、教学方法

本课程将采用多种教学方法，包括理论讲解、案例分析、实验操作

和课堂讨论。通过理论与实践相结合的方式，培养学生的实际动手能

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力和问题解决能力。课堂讨论将引导学生深入思考和分析相关问题，

培养其创新思维和团队协作能力。

五、教材和参考书目

主要教材：

1.Rabiner,L.R.,