语音信号处理：被调制信号与听觉系统解析

"被调制信号-语音信号处理课件"主要介绍了语音信号处理中的一个重要概念，即被调制信号。被调制信号通常指在通信系统中，将低频的语音信号通过某种方式（如幅度、频率或相位调制）加载到高频的载波上，以便于传输和接收。在实际应用中，由于人耳感知的频率范围有限，通常频率较低的语音信号不足以直接进行远距离传输，通过载波调制可以提高信号的带宽效率。 从滤波观点来看，被调制信号可以理解为原有的语音信号x(n)被赋予了新的频率特性，通过与载波的相互作用，使得信号在特定频带上更加突出，易于传输和解调。另一方面，调制观点强调的是通过调制过程，将语音信号与载波结合形成新的信号，这个新信号在接收端可以通过反向过程恢复原始语音信息。 语音信号本身是多频成分的，通过不同的调制方式（如AM、FM或PM），多个语音信号会被分别调制到不同的载波频率上，然后叠加在一起形成复合信号。这样做的目的是为了克服信道干扰和充分利用频谱资源。 课程还涉及了人类的语音听觉系统，这是一个高度复杂的音频信号处理器。耳朵的结构分为外耳、中耳和内耳，它们共同协作将声波转化为神经信号。外耳包括耳廓和外耳道，前者收集声波，后者通过共振效应对特定频率的信号进行放大。中耳的听小骨负责声波的阻抗转换和声音传递，内耳的耳蜗则是声音能量转化为神经冲动的关键部位。 声音的声压和声压级在不同的环境中有着显著变化，从飞机附近的高强度噪声到农村静夜的微弱声音，这些数据展示了声音强度对听觉的影响。正常听觉系统的敏感度在0.02Hz到20kHz之间，并且在1kHz附近最为敏感，这对应着人类能听到的大部分语音频段。 被调制信号-语音信号处理是一个涵盖理论和实践的领域，从信号的数学表示到人耳生理机制，都对理解和优化通信系统的性能至关重要。