聲音信號處理基本原理

聲音信號處理基本原理一、聲音信號之特性波的速度顯然比光波慢的多，聲音傳播的速度與介質的性質和溫度有關，例如在空氣溫度為0度時，聲波的速度為331.5ms1度時，則聲音傳播的速度約增加0.6m/。電磁波是利用電是周期性的，而且其頻率在聲波范圍內，此時，空氣中就產生聲波。聲波通常是指振動頻率在人能感應范圍以內的波動，稱為可聞波(Audiblesoud當頻率高于可聞聲時稱超音波(Ultrasoud其能量較高，(Infrasou震所引起的地震波?？s回復成為原來的聲音，在現(xiàn)在的計算機配備中，計算機音效早已從以往的PC喇叭變?yōu)锳dlib卡、聲﹐目前已有在網(wǎng)絡上面點播歌曲的應用案﹐數(shù)字電子聲音技術中有一項很重要的工作就是編碼的方法，常見的編碼方法為脈波碼調制(pulsecodemodalation;PCM及高階脈波數(shù)字碼調制(advancedpulsecodemodulation;DC像雷射唱盤、數(shù)字PCMPCM的效果的一個因人耳及嘴唇方面的特性。二、人耳及嘴唇方面的特性的能量，這也意味著這個能量較高的頻帶就是人類聲腔的共鳴區(qū)域，我們通常稱這個頻帶為基本頻率(fundamentalfrequny個人的基本頻率因為天生的口腔結構而有所不同，通常小孩子的基本頻率在左右，而成年女子約在左右，而成年男子則約在左右，因此男高音較為少見，也就是這個原因。當人類發(fā)出聲音時，如果有利用到聲帶振動來發(fā)音，則稱為有聲音(VoicedSoun)(unvoiecdsoud而語音中又可分為具有穩(wěn)定聲道激發(fā)共鳴振動及音源振動變化較多較雜亂的子音。對人類耳朵而言，而夠接受的音頻范圍很窄，大約在10Hz20KHz1.2KHz到1.4左右是聽覺最敏銳的頻帶，而在此頻帶之前，人耳對較低的頻率并不敏感，隨著頻率越高，人耳便越聽得(AGC)11KHz因為語音中高頻的部份很少，聲音的變化不快，但音樂就不同了，音樂數(shù)據(jù)變化性通常很大，一般取樣頻率是使用22KHz，如此重新放出來時人耳聽來才不致有失真的感覺。三、聲音訊號數(shù)據(jù)之取樣量化當聲音訊號數(shù)據(jù)之取樣量化的位數(shù)為8025616對語音而言，使用8KHz取樣頻率，4取樣位，記錄一分鐘語音再予壓縮后大約要花掉62KB的內11KHz322KB的內存，而記錄調幅合成日22KHz1291KBKHz165167KB的內存，在沒有壓縮的情況下，一張光盤也只能儲存七十六分鐘的音樂而已。由于PC或更高的音階，它只有一個位，亦即只有兩種狀態(tài)：開與關，大家可能會懷疑只是將喇叭做頻率與音量頻率這個要素無寧是重要了許多，因此我們將音樂波形轉換成各種不同頻率的方波后，推動喇叭來發(fā)音，仍然可如果想要產生低音時則將喇叭開與關的速度放慢，就可以產生較低頻的聲音，由于音量無法控制，因此在比較高頻的音效里，其所包含的能量較多，聽起來一定比低頻的聲音大聲。四、一維信號辨識系統(tǒng)單純的將一維信號予于傳利葉轉換到頻譜上去分析，有時候就能夠把問題的癥結找出來了。除了機械結構物體的振動分析之外，我們也可將類似的技術用在生物體上，例如用在生鮮雞蛋的節(jié)選上，工程人員將一個脈沖振洫施加于蛋殼上，再利用一束雷射光照射于雞蛋上并偵測其反射回來的光信號變化，便可得到蛋殼表面的振動位移信息，再這些振動位移信息予以傅氏轉換，觀察其頻譜上之峰值出現(xiàn)于何處，就可知道這個雞蛋是否是顆好蛋或昃已感染了病毒，因為好蛋和壞蛋的自然頻率是有很大的差異量的。偵測其信號及傅氏轉換頻譜反應，頻譜上出現(xiàn)的人體不同的自然頻率都意味著不同的病變。話說回來，一維信號辨識技術仍然以語音辨識的應用量為最大，一個聲音訊號數(shù)據(jù)通常是很大且連續(xù)的，如果直接從這筆聲音數(shù)據(jù)去分析、辨識，不但數(shù)據(jù)處理速度太慢，且還要處理一些不必要的噪聲干擾，所以要設法從輸入的聲音信息中擷取特征值參數(shù)，以方便辨認聲音所對應的參考樣板而輸出其結果。一般在建立語音辨識系統(tǒng)時，通常都類似圖1-1之基本模式，而聲音辨識的技巧也是如此。在語音辨識模式中應用相對的觀念，將一未知聲音和預存的聲音作型樣識別(patternrecognto如下：利用信號處理技巧，擷取輸入聲音的特征值