Анализ речевых сигналов

Из общей теории связи известно, что информация, содержащаяся в физических сигналах, обычно присутствует в их амплитуде (абсолютной или относительной), в частоте, в спектральном составе, в фазе или в относительных временных (частотных) зависимостях нескольких сигналов [].

Существующий опыт научного познания при изучении физических процессов, явлений и систем позволяет в самом общем случае выделить следующие этапы, связанные с обработкой сигналов []:

1. Преобразование исходных физических величин или параметров, характеризующих свойства исследуемых объектов, в электрический сигнал, как наиболее удобный для дальнейшей обработки.

2. Регистрация (в случае необходимости – передача) полученных сигналов и подготовка к их дальнейшей обработке.

3. Оценивание основных свойств сигналов.

4. Формирование информативных характеристик (параметров и функций).

5. Анализ и обработка полученных данных (вторичная обработка).

6. Принятие решения, совершение определённого действия, классификация, прогнозирование на основе полученных данных и формирование управляющего воздействия на исследуемый объект.

Все эти задачи могут решаться либо аналоговыми, либо цифровыми методами и средствами. В данном случае предпочтение отдаётся второму варианту, т.к. цифровая обработка сигналов обладает следующими преимуществами:

· многофункциональность (универсальность);

· многоканальность, обусловленная возможностью мультиплексирования;

· реализация произвольных преобразований любой сложности;

· высокая стабильность характеристик;

· возможность многократно и точно воспроизводить требуемые преобразования (повторяемость характеристик);

· уникальные возможности для адаптации (управление характеристиками);

· высокая точность воспроизведения операторов обработки;

·возможность документальной регистрации полученных результатов на различных носителях;

· простота включения в состав измерительно-информационных или вычислительно-информационных систем.

Тем не менее, следует отметить, что цифровой обработке сигналов присущи такие недостатки, как:

· наличие вычислительных ошибок (проблемы конечной разрядности чисел);

· нелинейные эффекты переполнения и предельных циклов;

· зависимость скорости обработки от точности;

· более высокая сложность и стоимость по сравнению с аналоговыми устройствами того же назначения.

Кроме того, именно алгоритмы цифровой обработки сигналов легли в основу современных технологий, связанных с речевыми и аудио сигналами (передача речевых данных; синтез и распознавание речи; озвучивание текста; цифровые аудиосистемы), что непосредственно связано с данной работой.