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语音信息处理理论与实践


作者:
王龙标 党建武 于强
定价:
49.00 元
版面字数:
450千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
1899年
ISBN:
978-7-04-058364-9
物料号:
58364-00
出版时间:
2024-12-20
读者对象:
高等教育
一级分类:
计算机/教育技术类
二级分类:
计算机类专业核心课程
三级分类:
人工智能

本书阐述语音信息处理的理论与实践内容。全书共8章。第1章介绍语音产生与感知机理,以及与此相关的语言基础知识,是全书的理论基础。第2章介绍语音信号处理基础,包括语音产生与感知的数学模型、语音听觉的数学模型、时域语音信号处理方法、基于产生机理的语音信号处理方法以及基于感知机理的语音信号处理方法。第3章介绍语音识别的原理与技术,重点介绍基于隐马尔可夫模型和基于深度学习的声学模型、语言模型、语音识别解码算法、语音识别技术展望以及基于HTK、Kaldi等工具的相关实践。第4章介绍语音合成原理与技术,主要包括语音合成的原理、基于深度神经网络和端到端的语音合成方法。第5章介绍语音增强的原理与技术,涉及单通道及多通道的各种语音增强算法以及相关实践。第6章介绍说话人识别原理与技术,包含传统说话人识别算法以及基于深度学习的说话人识别算法,最后介绍相关实践。第7章介绍语音对话系统,主要涉及任务型语音对话系统、闲聊系统以及相关实践。第8章介绍语音信息处理前瞻技术。

本书可作为高等学校人工智能专业、计算机科学与技术专业的本科高年级学生、研究生相关课程教材,也可作为从事语音信息处理工作的专业技术人员的参考读物。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 语音产生与感知机理
        • 1.1 语音产生机理
          • 1.1.1 有声语言的形成
            • 1.1.2 发音运动及其范畴化
            • 1.2 声源产生机理与感知
              • 1.2.1 声带的生理结构及振动机理
                • 1.2.2 声音的高低与强弱
                  • 1.2.3 辅音声源的产生
                  • 1.3 语音感知机理
                    • 1.3.1 听觉器官的构造及其功能
                      • 1.3.2 听觉感知机理与听觉模型
                        • 1.3.3 人的语音感知机理
                          • 1.3.4 语言中副语言信息和非语言信息的感知
                          • 1.4 语音信号及其特性
                            • 1.4.1 语音产生的声学计算
                              • 1.4.2 声调、语调及韵律
                              • 1.5 言语产生与感知的相互作用
                                • 1.5.1 言语知觉运动理论
                                  • 1.5.2 语音产生和感知的时频表示
                                  • 1.6 小结
                                    • 1.7 语音生成实验
                                      • 推荐读物
                                        • 习题1
                                          • 参考文献
                                          • 第2章 语音信号处理基础
                                            • 2.1 语音产生与感知的数学模型
                                              • 2.1.1 语音产生系统的表示及其信号的数字化
                                                • 2.1.2 离散时间信号与离散系统表示
                                                  • 2.1.3 压缩采样理论的原理应用
                                                  • 2.2 语音听觉的数学模型
                                                    • 2.2.1 基于神经心理学研究的听觉数学模型
                                                      • 2.2.2 听觉滤波器
                                                        • 2.2.3 听觉模型
                                                          • 2.2.4 基于双耳机制的声源定位方法
                                                            • 2.2.5 听觉的时间信息处理机制
                                                            • 2.3 时域语音信号处理方法
                                                              • 2.3.1 短时平均能量
                                                                • 2.3.2 短时平均过零率
                                                                  • 2.3.3 短时自相关函数
                                                                  • 2.4 基于产生机理的语音信号处理方法
                                                                    • 2.4.1 倒谱分析
                                                                      • 2.4.2 线性预测编码
                                                                        • 2.4.3 语音基频的提取
                                                                        • 2.5 基于感知机理的语音信号处理方法
                                                                          • 2.5.1 滤波器组的分析
                                                                            • 2.5.2 梅尔频率倒谱分析
                                                                              • 2.5.3 感知线性预测分析
                                                                                • 2.5.4 语音信息处理系统的前端增强
                                                                                • 2.6 小结
                                                                                  • 2.7 语音信号处理实验
                                                                                    • 推荐读物
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                                                                                        • 参考文献
                                                                                        • 第3章 语音识别原理与技术
                                                                                          • 3.1 语音识别概述
                                                                                            • 3.1.1 简介
                                                                                              • 3.1.2 发展历史
                                                                                                • 3.1.3 基于模板匹配的语音识别
                                                                                                • 3.2 声学模型
                                                                                                  • 3.2.1 隐马尔可夫模型的基本原理与算法
                                                                                                    • 3.2.2 基于GMM-HMM的声学模型
                                                                                                      • 3.2.3 深度神经网络简介
                                                                                                        • 3.2.4 基于深度学习的声学模型
                                                                                                        • 3.3 语言模型
                                                                                                          • 3.3.1 基于N-gram的语言模型
                                                                                                            • 3.3.2 基于深度学习的语言模型
                                                                                                            • 3.4 语音识别解码算法
                                                                                                              • 3.4.1 基于Viterbi的解码算法
                                                                                                                • 3.4.2 基于加权有限状态转换机的解码算法
                                                                                                                • 3.5 语音识别技术的展望
                                                                                                                  • 3.6 小结
                                                                                                                    • 3.7 语音识别实践
                                                                                                                      • 3.7.1 开源数据集
                                                                                                                        • 3.7.2 语音识别工具
                                                                                                                          • 3.7.3 搭建语音识别系统
                                                                                                                          • 习题3
                                                                                                                            • 参考文献
                                                                                                                            • 第4章 语音合成原理与技术
                                                                                                                              • 4.1 语音合成方法的回顾
                                                                                                                                • 4.1.1 基于语音产生机理的语音合成方法
                                                                                                                                  • 4.1.2 基于参数分析的语音合成方法
                                                                                                                                    • 4.1.3 文语转换语音合成方法
                                                                                                                                    • 4.2 语音合成的原理
                                                                                                                                      • 4.2.1 文本分析
                                                                                                                                        • 4.2.2 韵律分析
                                                                                                                                          • 4.2.3 统计参数语音合成的原理
                                                                                                                                          • 4.3 语音合成的主流技术
                                                                                                                                            • 4.3.1 基于深度神经网络的语音合成
                                                                                                                                              • 4.3.2 端到端语音合成
                                                                                                                                              • 4.4 多样化语音合成
                                                                                                                                                • 4.4.1 基于平均音模型的多样化语音合成
                                                                                                                                                  • 4.4.2 基于深度学习的多样化语音合成
                                                                                                                                                    • 4.4.3 低资源场景下的语音合成
                                                                                                                                                      • 4.4.4 抗噪语音合成
                                                                                                                                                      • 4.5 小结
                                                                                                                                                        • 4.6 语音合成实践
                                                                                                                                                          • 4.6.1 实验设计
                                                                                                                                                            • 4.6.2 实验内容
                                                                                                                                                            • 习题4
                                                                                                                                                              • 参考文献
                                                                                                                                                              • 第5章 语音增强原理与技术
                                                                                                                                                                • 5.1 语音增强概述
                                                                                                                                                                  • 5.2 单通道语音增强
                                                                                                                                                                    • 5.2.1 基于传统信号处理的语音增强方法
                                                                                                                                                                      • 5.2.2 基于深度学习的语音增强方法
                                                                                                                                                                      • 5.3 基于麦克风阵列的语音增强
                                                                                                                                                                        • 5.3.1 固定波束形成
                                                                                                                                                                          • 5.3.2 自适应波束形成
                                                                                                                                                                          • 5.4 语音增强技术的展望
                                                                                                                                                                            • 5.4.1 语音增强和语音分离的结合
                                                                                                                                                                              • 5.4.2 语音增强和脑科学研究的结合
                                                                                                                                                                                • 5.4.3 多模态语音增强技术
                                                                                                                                                                                  • 5.4.4 实时在线语音增强技术
                                                                                                                                                                                  • 5.5 小结
                                                                                                                                                                                    • 5.6 语音增强实践
                                                                                                                                                                                      • 5.6.1 加噪声、混响
                                                                                                                                                                                        • 5.6.2 语音增强Matlab算法实践
                                                                                                                                                                                          • 5.6.3 基于深度神经网络的语音增强实践
                                                                                                                                                                                            • 5.6.4 基于Wave-U-Net的语音增强实践
                                                                                                                                                                                            • 习题5
                                                                                                                                                                                              • 参考文献
                                                                                                                                                                                              • 第6章 说话人识别原理与技术
                                                                                                                                                                                                • 6.1 说话人识别概述
                                                                                                                                                                                                  • 6.1.1 说话人识别概念
                                                                                                                                                                                                    • 6.1.2 说话人识别技术优势
                                                                                                                                                                                                      • 6.1.3 说话人识别应用前景
                                                                                                                                                                                                        • 6.1.4 说话人识别技术难点
                                                                                                                                                                                                          • 6.1.5 说话人识别发展历程
                                                                                                                                                                                                          • 6.2 传统说话人识别算法
                                                                                                                                                                                                            • 6.2.1 经典前端特征
                                                                                                                                                                                                              • 6.2.2 经典识别模型
                                                                                                                                                                                                              • 6.3 基于深度学习的说话人识别算法
                                                                                                                                                                                                                • 6.3.1 深度说话人特征
                                                                                                                                                                                                                  • 6.3.2 后端判别算法
                                                                                                                                                                                                                    • 6.3.3 端到端的说话人识别模型
                                                                                                                                                                                                                      • 6.3.4 迁移学习、多任务学习及多数据库联合学习
                                                                                                                                                                                                                      • 6.4 小结与展望
                                                                                                                                                                                                                        • 6.5 说话人识别实践
                                                                                                                                                                                                                          • 6.5.1 所需环境
                                                                                                                                                                                                                            • 6.5.2 数据库与评价指标
                                                                                                                                                                                                                              • 6.5.3 基于i-vector的说话人识别实践
                                                                                                                                                                                                                                • 6.5.4 基于x-vector的说话人识别实践
                                                                                                                                                                                                                                  • 6.5.5 常用声纹数据库及工具箱
                                                                                                                                                                                                                                  • 习题6
                                                                                                                                                                                                                                    • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                    • 第7章 语音对话系统
                                                                                                                                                                                                                                      • 7.1 语音对话系统概述
                                                                                                                                                                                                                                        • 7.1.1 语音对话系统的发展历史
                                                                                                                                                                                                                                          • 7.1.2 语音对话系统的分类及应用场景
                                                                                                                                                                                                                                          • 7.2 任务型语音对话系统
                                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.1 口语理解
                                                                                                                                                                                                                                              • 7.2.2 对话状态追踪
                                                                                                                                                                                                                                                • 7.2.3 对话策略学习
                                                                                                                                                                                                                                                • 7.3 闲聊系统
                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.3.1 检索式闲聊系统
                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.3.2 生成式闲聊系统
                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4 语音对话系统展望
                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.5 小结
                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.6 语音对话系统实践
                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.6.1 对话行为识别实验
                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.6.2 域检测、意图识别和槽填充联合训练实验
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.6.3 对话状态追踪实验
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.6.4 对话策略学习实践
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.6.5 检索式聊天机器人的实现
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.6.6 生成式闲聊系统的实现
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题7
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第8章 语音信息处理前瞻技术
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.1 语音情感信息处理与分析
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1.1 情感描述模型
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.1.2 语音情感数据库
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.1.3 语音情感特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.1.4 语音情感识别算法
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.1.5 结论与展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.2 基于端到端的语音信息处理
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.2.1 面向语音识别的端到端模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.2.2 端到端口语理解模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.2.3 问题及展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.3 基于类脑计算的语音信息处理
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.3.1 基于稀疏关键点的编码方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.3.2 神经元模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.3.3 多脉冲学习算法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.3.4 基于稀疏关键点编码技术和多脉冲学习算法的环境声音识别模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.3.5 结论与展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题8
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                                  相关图书