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第0章　绪论1

0.1　初创时期2

0.2　机械模拟时期3

0.3　波形原理时期5

0.4　参数提取时期7

0.5　信息处理时期12

参考文献15

第1章　电学基础16

1.1　电学的发展17

1.2　电的物理性质18

1.3　电路基本元件22

1.3.1　电阻22

1.3.2　电感24

1.3.3　变压器26

1.3.4　电容28

1.4　电路分析的数学工具31

1.4.1　三角函数31

1.4.2　双曲函数35

1.4.3　复数39

1.5 电路分析46

1.5.1　电源46

1.5.2　基本定律和定理46

1.6　交流电路51

1.6.1　正弦波51

1.6.2　交流阻抗56

1.6.3　串联共振60

1.6.4　并联共振62

1.6.5　暂态过程64

1.7　传输线67

1.7.1　均匀长线67

1.7.2　特性阻抗70

1.7.3　传播常数71

1.7.4　波长和传播速度72

1.8　傅里叶分析73

1.8.1　傅里叶级数73

1.8.2　傅里叶变换77

1.8.3　不确定原理78

1.9　转移函数79

1.9.1　拉普拉斯变换79

1.9.2　转移函数80

1.9.3　电路元件的频域表示81

1.9.4　常用拉普拉斯变换简表82

1.9.5　转移函数示例82

1.10　调制85

1.10.1　振幅调制86

1.10.2　频率调制87

1.11　数字表示89

1.11.1　采样89

1.11.2　量化91

1.11.3　采样定理93

1.11.4　Z变换96

1.12　信息论初阶98

1.12.1　信息的度量99

1.12.2　汉语拼音字母和汉语语音的信息量100

1.12.3　多余度107

1.12.4　信道容量108

1.12.5　二部系统109

参考文献110

第2章　语音学基础112

2.1　语音学的发展112

2.2　什么是语音113

2.3　语音的属性114

2.3.1　语音的自然属性114

2.3.2　语音的社会属性119

2.4　语音的分类120

2.4.1　元音的分类121

2.4.2　辅音的分类122

2.5　语音的结合124

2.5.1　音节124

2.5.2　复合元音124

2.5.3　复合辅音124

2.5.4　过渡音125

2.5.5　汉语普通话的音节结构125

2.6　语音的变化126

2.6.1　同化126

2.6.2　异化127

2.6.3　增音和减音128

2.7　音位和音位学128

2.8　汉语音位系统和区别特征系统129

2.8.1　问题的提出129

2.8.2　汉语普通话音位系统132

2.8.3　区别特征的定义135

2.8.4　汉语普通话区别特征系统140

2.8.5　普通话儿化韵144

2.9　汉语普通话机读音标SAMPA-SC145

2.10　韵律结构154

2.10.1　音节154

2.10.2　音步155

2.10.3　韵律词155

2.10.4　音韵短语155

2.10.5　语调短语156

2.11　语调和语调模型157

2.11.1　语调157

2.11.2　语调模型158

参考文献169

第3章　声学基础170

3.1　声学的发展170

3.2　声波172

3.3　管中的声波177

3.3.1　驻波178

3.3.2　管口的末端校正179

3.3.3　管与声道179

3.4 喇叭180

3.5　声波的性质182

3.5.1　标准大气182

3.5.2　声速183

3.5.3　特性阻抗183

3.5.4　声衰减184

3.6　声波的客观度量186

3.6.1　分贝与声强级、声压级187

3.6.2　声级简化计算法188

3.6.3　声压级举例190

3.6.4　声强测量191

3.7　声波的主观度量191

3.7.1　响度与响度级192

3.7.2　音调、音高和临界频带194

3.8　声级计198

3.9　用带通滤波器作精密频率分析——邻带差值法199

3.10　动力类比202

3.10.1　四种一维系统202

3.10.2　声阻204

3.10.3　声质量205

3.10.4　声顺206

3.10.5　声导207

3.11 听觉208

3.11.1　人耳的构造和功能209

3.11.2　听觉学说212

3.11.3　听阈214

3.11.4　听力损失215

3.11.5　正常听力的听觉范围215

3.11.6　差阈216

3.11.7　双耳功能218

3.12　环境声学219

3.12.1　房间声学219

3.12.2　室内噪声和环境噪声221

3.13 电声学222

3.13.1　传声器222

3.13.2　扬声器226

3.13.3　耳机229

参考文献230

第4章　语音产生的声学特性231

4.1　人类发音系统231

4.1.1　呼吸系统232

4.1.2　声源器官233

4.1.3　调音器官234

4.2　发音器官的等效声学元件234

4.3　言语声波辐射235

4.4　嗓音声源237

4.4.1　声门阻抗238

4.4.2　嗓音声源与声道的相互作用240

4.4.3　声门脉冲的右倾241

4.4.4　纹波效应244

4.4.5　叠加效应245

4.4.6　瞬时共振频率和带宽246

4.4.7　共振峰振幅与共振峰频率、基音频率之间的关系247

4.4.8　浊辅音的嗓音声源249

4.5　嗓音工作方式249

4.5.1　气声250

4.5.2　挤音251

4.5.3　耳语251

4.6　非相互作用嗓音声源模型251

4.7　模型的细化——剩余闭合段问题257

4.8　相互作用嗓音声源模型259

4.9　噪声声源261

4.10　声道的声学特性264

4.11　语音频谱构成分析268

4.11.1　声道转移函数268

4.11.2　共振峰模式269

4.11.3　浊音频谱270

4.11.4　双管模型273

4.11.5　喇叭-三参数模型276

4.11.6　侧壁阻抗的影响279

4.11.7　声辐射阻抗的影响280

4.11.8　声门阻抗的影响280

4.11.9　辅音激励的影响281

4.11.10　鼻腔的影响281

4.11.11　流音286

4.12　辅音的频谱构成分析289

4.12.1　辅音产生的简化模型290

4.12.2　不送气清塞音291

4.12.3　擦音299

4.12.4　塞擦音304

4.12.5　送气辅音305

4.13 口腔内的声场分布309

参考文献314

第5章　语音分析316

5.1　物理分析317

5.1.1　声学环境分析317

5.1.2　言语声级测量319

5.1.3　语音检测321

5.1.4　时间结构分析323

5.2　频谱分析理论和实践326

5.2.1　频谱分析的理论基础326

5.2.2　声图仪328

5.2.3　快速傅里叶变换331

5.2.4　长时言语平均频谱334

5.2.5　频谱分析实践335

5.3　倒频谱分析338

5.3.1　倒频谱的基本概念338

5.3.2　美频率倒频谱分析340

5.3.3　同态映射342

5.3.4　倒谱分析的应用343

5.4　线性预测分析343

5.4.1　线性预测分析的基本原理344

5.4.2　线性预测编码系统的扩展347

5.4.3　感知线性预测分析347

5.5　小波变换349

5.5.1　基本概念349

5.5.2　连续小波变换352

5.5.3　离散小波变换355

5.6　语音统计分析356

5.6.1　齐夫定律357

5.6.2　语言统计示例358

参考文献361

第6章　汉语语音分析362

6.1　元音分析362

6.1.1　元音的波形和频谱363

6.1.2　元音的共振峰频率367

6.1.3　汉语元音的声学元音图367

6.1.4　准动态元音分析——重叠频谱369

6.2　辅音分析372

6.3　语音的动态频谱379

6.3.1　试验方法380

6.3.2　试验结果380

6.4　声调分析385

6.4.1　不同发音方式对F0的分布和声带工作的影响386

6.5　元音内在音高392

6.5.1　内在音高机制393

6.5.2　汉语内在音高395

6.5.3　汉语、英语和德语的内在音高对比404

6.6　汉语和外语的基频模式对比407

6.6.1　基频分布的宏观统计408

6.6.2　基频分布的微观统计409

6.7　汉语长时平均频谱412

6.8　汉语韵律特征分析418

6.8.1　试验材料和试验方法418

6.8.2　声调和语调的关系419

6.8.3　语调的时间特征420

6.8.4　声调模式与句型421

6.8.5　语调的稳定特征和个人特征427

6.8.6　语调格子427

6.8.7　语句的时间结构428

6.8.8　韵律特征之间的相互作用434

6.9　汉语统计特性439

6.9.1　汉字的发展440

6.9.2　声母、韵母的出现频率441

6.9.3　声母和韵母的结合概率445

6.9.4　汉语单词出现频率449

6.9.5　单词分布规律452

6.9.6　单词出现频率和单词出现位次之间的关系——齐夫定律453

6.10　汉语语音资料库457

6.11　汉语语音听力香蕉图458

参考文献460

第7章　言语可懂度与语音质量评定462

7.1　史的叙述463

7.2　名词和术语467

7.3　汉语清晰度测试468

7.3.1　清晰度测试音节表KXY468

7.3.2　清晰度测试词表KXC472

7.3.3　清晰度测试句表477

7.3.4　清晰度测试表的语音分布477

7.4　音节清晰度与传递条件的关系482

7.4.1　音节清晰度与接收言语声压级的关系482

7.4.2　音节清晰度与信噪比的关系483

7.4.3　音节清晰度与频带宽度的关系486

7.4.4　在不同的通过频带下信噪比与音节清晰度的关系487

7.4.5　混响时间和言语可懂度的关系489

7.5　清晰度指数490

7.5.1　清晰度指数的理论基础491

7.5.2　导出汉语清晰度指数的方法492

7.5.3　　清晰度指数与频率的关系497

7.6　可懂度理论499

7.6.1　音节清晰度与清晰度指数之间的关系499

7.6.2　音节清晰度和语音清晰度之间统计关系：独立概率模型501

7.6.3　音节清晰度和语音清晰度之间统计关系：条件概率模型504

7.6.4　单词可懂度和音节清晰度之间的统计关系508

7.6.5　单句可懂度和音节清晰度之间的关系517

7.7　声调在言语可懂度中的作用518

7.8　简化清晰度测试方法520

7.8.1　改进的押韵测试520

7.8.2　诊断押韵测试529

7.8.3　其他方法529

7.9　言语可懂度的客观评测530

7.9.1　言语可懂度指数530

7.9.2　言语传递指数535

7.10　语音通信质量主观评价544

7.10.1　言语自然度545

7.10.2　整体质量评价545

7.11　语音通信质量客观评测548

7.11.1　语音通信质量客观评测的基本原理548

7.11.2　语音通信质量客观评测的标准方法549

7.12　言语知觉552

7.12.1　听觉线索模型553

7.12.2　动觉理论555

7.12.3　寻踪模型558

7.13　汉语语音知觉特征分析560

7.13.1　多维分析560

7.13.2　聚类分析565

7.13.3　信息通道分析568

参考文献574

第8章　言语输出577

8.1　语音合成的历史发展578

8.1.1　机械语音合成器578

8.1.2　电子语音合成器581

8.2　语音参数合成583

8.2.1　发音器官参数合成583

8.2.2　共振峰参数合成584

8.3　波形拼接合成590

8.4　单元选择语音合成591

8.4.1　单元选择592

8.4.2　单元匹配595

8.4.3　匹配度量597

8.4.4　单元拼接599

8.5　数据驱动共振峰语音合成601

8.6　文语转换系统603

8.6.1　汉语文语转换系统607

8.7　概念生成言语系统609

参考文献612

第9章　言语输入614

9.1　语音识别614

9.1.1　语音识别的历史发展614

9.1.2　最早的汉语语音识别系统620

9.1.3　语音识别系统概述621

9.1.4　语音信号表示624

9.1.5　隐马尔可夫模型627

9.1.6　隐马尔可夫模型用于语音识别630

9.1.7　隐马尔可夫模型的局限636

9.1.8　人工神经网络模型636

9.1.9　语音识别系统的性能指标637

9.2　说话人识别640

9.2.1　说话人识别技术的发展641

9.2.2　说话人识别与其他生物度量技术的比较644

9.2.3　说话人确认645

9.2.4 自动说话人识别系统性能评测649

9.3　自动语种辨认652

9.3.1　语种辨认的发展652

9.3.2　自动语种辨认系统654

9.3.3　言语资料库659

参考文献660

第10章 口语对话系统662

10.1 口语对话系统663

10.1.1　基本概念665

10.1.2 口语对话系统的架构666

10.2 口语对话系统模拟667

10.3 口语对话系统性能评测670

10.3.1 PARADISE口语对话性能评测方法671

10.3.2 口语对话系统的可用性评测678

10.4　言语翻译系统685

10.5　计算机辅助语言学习和发音质量评测687

10.5.1　基本体系结构688

10.5.2　人工发音质量评测689

10.5.3　自动发音质量评测691

10.5.4　计算机辅助语言学习实践696

10.5.5　汉语自动发音质量评测698

参考文献700

索引702

名词索引（中英对照）702

名词索引（英中对照）735

人名索引（中英对照）767

人名索引（英中对照）776

后记785