Вейвлет-преобразования в обработке речевых сигналов
ВВЕДЕНИЕ
Речь – это важнейший способ коммуникации в человеческом обществе. Ее свойства могут быть описаны с двух различных сторон:
Речь – это сообщение, характеризующиеся своим информационным содержанием;
Речь – это сигнал, акустическое колебание.
Однако на практике речь рассматривают как синтез двух этих понятий.
Считается, что сообщение, переданное речевым сигналом, является дискретным и может быть разбито на символы. Ими выступают фонемы, которые различны для разных языков. Для работы с такими сообщениями существуют разнообразные системы речевой связи, которые справляются с такими задачами как: распознавание речи, передача, обработка, синтез.
Обработка речи как отдельная область науки зародилась лишь в 20 веке. Одним из наиболее ранних открытием в этой сфере считается вокодер (кодер голоса) Хомера Дадли, изобретенный им в 1928 году. Вокодер весьма успешно для своего времени справлялся с задачами безопасной радиопередачи и снижении требуемой пропускной способности кан
СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ 4
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 9
1.1. Речевые сигналы 9
1.1.1 Процесс образование и восприятия речи человеком 9
1.1.2. Цифровая обработка речевых сигналов и её виды 11
1.1.3. Основные преобразования сигналов 13
1.2.1Вейвлет-преобразования 16
1.2.2. Диадное вейвлет-преобразование 21
1.2.3. Быстрое вейвлет-преобразование 22
1.2.4. Непрерывное вейвлет преобразование 24
1.2.5 Применение вейвлет-преобразований в обработке речи 27
ГЛАВА II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 29
2.1 Среда MatLab 2021 29
2.1.1 Встроенные функции и команды MatLab 2021 30
2.1.2 Пакет Wavelet ToolBox для MatLab 2021 32
2.2 Очистка сигналов от шумов 35
2.2.1. Гармонический сигнал 37
2.2.2. Полигармонический сигнал 41
2.2.3. Речевой сигнал 46
Анализ полученных результатов 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 57
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Витязев В.В. – Вейвлет анализ временных рядов: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 2001. – 58 с.
2. L. R. Rabiner and R.W. Schafer – Digital processing of speech signals: Englewood Cliffs, NJ: Prentic Hall, 1978. – 512 pp.
3. X. Huang, A. Acero, H. Hon. Spoken language processing: a guide to theory, algorithm, and system development. — Prentice Hall PTR, 2001. — Р. 936.
4. Сергиенко А.Б. – Цифровая обработка сигналов – СПб.: Питер, 2003. – 604 с.
5. Дьяконов В.П. – Вейвлеты. От теории к практике. – М.: СОЛОН-Р, - 2002. – 448 с.
6. G. Tzanetakis, P.Cook “Multi-feature Audio Segmentation for Browsing and Annotation”, Proc.IEEE Workshop on Appl. Signal Proc.. to Audio and Acoustics (WASPAA), 1999 – 18 p.
Методы цифровой обработки речевых сигналов работают с дискретными представлениями сигнала. Переход от аналоговой обработки к цифровой обусловлен несколькими моментами:
1) цифровые методы обработки позволяют реализовать сложные алгоритмы за более короткое время;
2) цифровые системы надежнее, имеют более компактные размеры;
3) помехоустойчивость цифровых каналов связи;
4) универсальность цифровых каналов: один и тот же канал может работать как и с речью, так и с другими типами данных;
5) информационная безопасность: цифровые данные проще защитить.
Акустическое колебание можно представить как непрерывно изменяющийся математический процесс. Аналоговые сигналы можно представить как функцию