Kurzbeschreibung
Die Veranstaltung führt in die grundlegenden Techniken und Theorien zur digitalen Sprachsignalverarbeitung ein. Schwerpunkt des ersten Teils der Vorlesung liegt im Themengebiet "Hören und Sprechen", welches sich mit psychologischen Effekten der Geräuschwahrnehmung und der Spracherzeugung beschäftigt. Anschließend werden zeitdiskrete Signale und Systeme, sowie deren rechnergestützte Verarbeitung besprochen. Die nichtparametrische Kurzeitanalyse von Sprachsignalen, die Sprachcodierung und die IP-Telefonie sind weitere Themen.
Vorlesungsinhalte
- Sprechen und Hören
- Spracherzeugung: menschliche Sprechorgane, Lautklassen, Quelle-Filter-Modell, Vocoder
- Grundlagen Schallwellen
- Hören: menschliches Hörorgan, Psychoakustik und Physiologie des Hörens, Lautheit, Verdeckung, Frequenzgruppen
- Zeitdiskrete Signale und Systeme
- Grundlagen: Elementare Signale, LTI-Systeme
- Transformationen: Fouriertransformation zeitdiskreter Signale, Diskrete Fouriertransformation, FFT
- Realisierung zeitdiskreter Filterung im Frequenzbereich: Overlap-Add, Overlap-Save
- Statistische Sprachsignalanalyse
- Grundlagen Wahrscheinlichkeitsrechnung
- Kurzzeitanalyse von Sprachsignalen: Spektrogramm, Cepstrum
- Schätzung von Sprachsignalen
- Optimale Filterung
- LPC-Analyse
- Spektrale Filterung zur Rauschunterdrückung: spektrale Subtraktion, Wiener Filterung
- Adaptive Filterung: LMS Adaptionsalgorithmus, Echokompensation
- Sprachcodierung
- Codierung im Zeitbereich: Signalformcodierung, parametrische Codierung, hybride Codierverfahren
- Codierung im Frequenzbereich
- Amplitudenquantisierung: gleichförmige Quantisierung, Quantisierung mit Kompandierung (µlaw, alaw)
Literaturempfehlungen
- P. Vary, U. Heute, W. Hess: Digitale Sprachsignalverarbeitung : Teubner Verlag 1998 : Gutes Lehrbuch
- J.R. Deller, J.G. Proakis, J.H.L. Hansen: Discrete-Time Processing of Speech Signals : IEEE Press, 2000 : Allgemein Sprachsignalverarbeitung, enthält auch Kapitel über Spracherkennung
- Oppenheim, Schafer: Digitale Signalverarbeitung : Gutes Buch zur digitalen Signalverarbeitung
