语音信号处理考试题(综合)

MadebyXubinCall:[e-mail]第1页共8页语音信号处理重点、考点、考试题一、填空题：（共7小题，每空2分，共20分）A卷1、矢量量化系统主要由编码器和组成，其中编码器主要是由搜索算法和构成。2、基于物理声学的共振峰理论，可以建立起三种实用的共振峰模型：级联型、并联型和。3、语音编码按传统的分类方法可以分为、和混合编码。4、对语音信号进行压缩编码的基本依据是语音信号的和人的听觉感知机理。5、汉语音节一般由声母、韵母和三部分组成。6、人的听觉系统有两个重要特性，一个是耳蜗对于声信号的时频分析特性；另一个是人耳听觉的效应。7、句法的最小单位是，词法的最小单位是音节，音节可以由构成。二、判断题：（共3小题，每小题2分，共6分）1、预测编码就是利用对误差信号进行编码来降低量化所需的比特数，从而使编码速率大幅降低。（）2、以线性预测分析-合成技术为基础的参数编码，一般都是根据语音信号的基音周期和清/浊音标志信息来决定要采用的激励信号源。（）3、自适应量化PCM就是一种量化器的特性，能自适应地随着输入信号的短时能量的变化而调整的编码方法。（）三、单项选择题：（共3小题，每小题3分，共9分）1、下列不属于衡量语音编码性能的主要指标是（）。（A）编码质量（B）矢量编码（C）编码速率（D）坚韧性2、下列不属于编码器的质量评价的是（）（A）MOS（B）DAM（C）DRT（D）ATC3、限词汇的语音合成技术已经比较成熟了，一般我们是采用（）作为合成基元。（A）词语（B）句子（C）音节（D）因素四、简答题：（共2小题，每小题12分，共24分）1、画出矢量量化器的基本结构，并说明其各部分的作用。2、试画出语音信号产生的离散时域模型的原理框图，并说明各部分的作用。五、简答题：（共5小题，前三小题，每题5分，后两小题，每题10分，共35分）1、线性预测分析的基本思想是什么？2、隐马尔可夫模型的特点是什么？3、矢量量化器的所谓最佳码本设计是指什么？4、针对短时傅里叶变换Ⅹn(ejw)的定义式，请从两个角度对其进行物理意义的分析。5、针对短时傅里叶变换的时间分辨率和频率分辨率的矛盾性，请给予分析说明。六、计算题：（共1小题，每小题6分，共6分）1、已知一个简单的三状态HMM模型的图形，如图一所示。求该HMM模型输出aab的概率为多少？（要有求解过程，无计算过程不得分）MadebyXubinCall:[e-mail]第2页共8页一、填空题：（共9小题，每空2分，共28分）1、语音编码按传统的分类方法可以分为、和混合编码。2、矢量量化系统主要由编码器和组成，其中编码器主要是由搜索算法和构成。3、句法的最小单位是，词法的最小单位是音节，音节可以由构成。4、汉语音节一般由声母、韵母和三部分组成。5、复倒谱分析中避免相位卷绕的算法，常用的有和最小相位信号法。6、对语音信号进行压缩编码的基本依据是语音信号的和人的听觉感知机理。7、基于物理声学的共振峰理论，可以建立起三种实用的共振峰模型：级联型、并联型和。8、语音信号处理也可以简称为语音处理，它是利用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科，包括语音编码、、、说话人识别和等五大分支。9、人的听觉系统有两个重要特性，一个是耳蜗对于声信号的时频分析特性；另一个是人耳听觉的效应。二、判断题：（共3小题，每小题2分，共6分）1、线性预测法正是基于全极点模型假定，采用时域均方误差最小准则来估计模型参数的。2、波形编码是依赖模型假定的语音编码方法。（）3、自适应量化PCM就是一种量化器的特性，能自适应地随着输入信号的短时能量的变化而调整的编码方法。（）三、单项选择题：（共3小题，每小题2分，共6分）1、下列波形编码中属于频域编码的是（）。（A）PCM（B）ADM（C）SBC（D）APC2、标量量化和矢量量化在概念上是相互对应的，那么标量量化中的量化值对应着矢量量化中的（）（A）胞腔（B）量化矢量（C）码书（D）量化区间3、限词汇的语音合成技术已经比较成熟了，一般我们是采用（）作为合成基元。（A）词语（B）句子（C）音节（D）因素四、画图分析题：（共2小题，每小题12分，共24分）1、画出矢量量化器的基本结构，并说明其各部分的作用。2、试画出一卷积同态系统的模型，并把它分解为三个子系统进行分析，要有相应的表达式说明。五、简答题：（共5小题，每小题6分，共30分）1、复倒谱和倒谱的特点和关系是什么？2、线性预测分析的基本思想是什么？3、隐马尔可夫模型的特点是什么？4、矢量量化器的所谓最佳码本设计是指什么？5、预加重和去加重的思想和作用是什么？MadebyXubinCall:[e-mail]第3页共8页一、填空题1、语音编码按传统的分类方法可以分为、和混合编码。2、矢量量化系统主要由编码器和组成，其中编码器主要是由搜索算法和构成。3、语音信号处理也可以简称为语音处理，它是以和为基础而形成的一个综合新的学科，包括、、和等四大分支。4、语音的四大要素：、、和。5、人类发音过程有三类不同的激励方式，因而能产生三类不同的声音，即、和。6、句法的最小单位是，词法的最小单位是音节，音节可以由构成。7、元音的一个重要声学特性是共振峰，它是区别不同元音的重要参数，它一般包括共振峰频率的位置和。8、汉语音节一般由声母、韵母和三部分组成。9、基于物理声学的共振峰理论，可以建立起三种实用的共振峰模型：级联型、并联型和。10、语音信号的倒谱分析就是求取语音倒谱特征参数的过程，它可以通过处理来实现。二、判断题1、线性预测法是基于全极点模型假定，采用时域均方误差最小准则来估计模型参数的。（）2、预测编码就是利用对误差信号进行编码来降低量化所需的比特数，从而使编码速率大幅降低。（）3、自适应量化PCM就是一种量化器的特性，能自适应地随着输入信号的短时能量的变化而调整的编码方法。（）4、掩蔽效应是使一个声音A能感知的阀值因另一个声音B的出现而提高的现象，这时A叫掩蔽声，B叫被掩蔽。（）5、参数编码是依赖模型假定的语音编码方法。（）三、单项选择题1、矢量量化器大致可以分为无记忆矢量量化器和有记忆矢量量化器两类，下列不属于无记忆矢量量化器的为（）。（A）全搜索矢量量化器（B）树搜索矢量量化器（C）多极矢量量化器（D）自适应矢量量化器2、下列波形编码中属于频域编码的是（）（A）PCM（B）ADM（C）SBC（D）APC四、画图分析题1、画出矢量量化器的基本结构，并说明其各部分的作用。2、试画出语音合成模型（语音生成模型）的原理框图，并说明各部分的作用。3、针对于短时傅里叶变换的时间分辨率和频率分辨率的矛盾性请给予分析说明。五、简答题1、复倒谱和倒谱的特点和关系是什么？2、线性预测分析的基本思想是什么？3、隐马尔可夫模型的特点是什么？4、矢量量化器的所谓最佳码本设计是指什么？六、计算题1、已知一码本尺寸J=8的二叉树，它的码本中共包含有14个码字，见图一所示。现采用全搜索法和二叉树搜索法来进行分析，计算它们的失真运算量、比较运算量和存储容量各为多少？（要有求解过程，无过程不得分）2、已知一简单的三状态HMM的图形，见图二所示。求该HMM输出的aab的总概率为多少？MadebyXubinCall:[e-mail]第4页共8页MadebyXubinCall:[e-mail]第5页共8页MadebyXubinCall:[e-mail]第6页共8页MadebyXubinCall:[e-mail]第7页共8页第一判决①先根据语音短时能量的轮廓选取一个较高的门限T1，进行一次粗判：语音起止点位于该门限与短时能量包络焦点所对应的时间间隔之外即AB段之外。②根据背景噪声的平均能量确定一个较低的门限T2，并从A点往左、从B点往右搜索，分别找到短时能量包络与门限T2相交的两个点C和D，于是CD段就是用双门限方法根据短时能量所判定的语音段。第二判决以短时平均过零率为标准，从C点往左和从D点往右搜索，找到短时平均过零率低于某个门限T3的两点E和F，这便是语音段的起止点。门限T3是由背景噪声的平均过零率所确定的。矢量量化器：在编码端，输入矢量X与码本中的每一个或部分码字进行比较，分别计算出它们的失真。搜索到失真最小的码字Yj的序号(或此码字在码本中的地址)，并将j的编码信号通过信道传送到译码端；在译码端，先把信道传送来的编码信号译成序号j，再根据序号（或码字Yj所在地址），从码本中查出相应的码字Yj。Yj是输入矢量X的重构矢量。初始码书的选取方法：⑴随机法；⑵分裂法：步骤：计算所有训练序列TS的形心，将此形心作为第一个码字Y01；用一个合适的参数A，乘以码字Y01，形成第二个码字Y02；以码字Y01、Y02为简单的初始码书；④将码书yn2中的2个码字Yn1、Yn2分别乘以合适的参数B，得到4个码字；⑤以这4个码矢为基础，按步骤去构成含4个码字的码书，再乘以合适的参数以扩大码字的数目。MadebyXubinCall:[e-mail]第8页共8页树形搜索原理：一个连通的且无环路的有向图，以树根第一层为起点，第二层有两个节点（Y0，Y1）；第三层有四个节点（Y00，Y01，Y10，Y11）,第四层有八个节点，具体量化步骤：第一步：分别计算输入矢量X与Y0、Y1的失真d（X,Y0）和d（X,Y1）并且比较他们的大小，若d（X,Y0）＞d（X,Y1），则走下支路，到了节点Y1处送出1码至信道；若d（X,Y0）＜d（X,Y1）则走上支路，到了节点Y0处，就送出0码至信道。第二步：若上一步走的是下支路，那么在节点Y1处，在计算输出矢量X与节点Y10、Y11的失真d（X，Y10）和d（X，Y11），并且比较他们的大小。若d（X,Y10）＜d（X,Y11），则走上支路，到Y10处送出0码至信道；反之就走下支路，到了Y11处，送出1码至信道。第三步：若刚才走的是上支路，那么在节点Y10处分别计算失真d(X,Y100)和d(X,Y101)，并比较他们的大小，若d（X,Y100）＞d（X，Y101）则走下支路，到了树叶Y101处，送出1码到信道。Y101便是输入矢量X的量化矢量，在信道中传输的符号是101.反之则走上支路，到了树叶Y100处，送出0码到信道。Y100便是X的量化矢量，在信道中传输的符号是100.从树叶开始设计的办法：1.假定第四层的八个码字已由LBG设计码书的方法得到了。将这些码字，按码字距离最近的配对的原则（因为是二叉树型），得到：{Y000,Y001},{Y010，Y011},{Y100，Y101}，{Y110，Y111}，并把他们放在相应的树叶位置上。2.求出这些码字对的中心，如{Y000,Y001},的中心为Y00。总共得到四个中心：Y00，Y01，Y10,Y11，并把他们放在第三层上。3.将第三层上的码字仍按最近距离原则配对，得到{Y00，Y01},{Y10,Y11}。再求出码字对中心Y0与Y1并将他们放在第二层上。从树根设计以四层二叉树为例，具体设计步骤如下：1.求出整个训练序列的形心，作为初始码书。用一个合适的参数A去乘，得到另一个码字。而后以与为初始码字，将训练序列按一定失真测度划分为两个胞腔，再计算出两个胞腔的形心Y0与Y1。用这种分裂法得到的Y0，Y1便是第二层地个码字。2.再用上述分裂法，得到第三层的4个码字Y00，Y01，Y10，Y11。这样继续下去，一直计算到树叶为止。前反馈自适应和反馈自适应的比较延迟信噪比边信息传输稳定性复杂前反馈大大需要稳定小反馈小小不需要不稳定大