1.3 语音信号处理的应用及新方向

语音信号处理技术是计算机智能接口与人机交互的重要手段之一。从目前和整个信息社会发展趋势看，语音技术有很多的应用。语音技术包括语音识别、说话人的鉴别和确认、语种的鉴别和确认、关键词检测和确认、语音合成、语音编码等，但其中最具有挑战性和最富有应用前景的为语音识别技术。

首先对于说话人识别技术，近年来已经在安全加密、银行信息电话查询服务等方面得到了很好的应用。此外，说话人识别技术也在公安机关破案和法庭取证方面发挥着重要的作用。其次对于语音识别技术而言，在一些应用领域中正成为一个关键的具有竞争力的技术。例如，在声控应用中，计算机可识别输入的语音内容，并根据内容来执行相应的动作，这包括了声控电话转换、声控语音拨号系统、声控智能玩具、信息网络查询、家庭服务、宾馆服务、旅行社服务系统、医疗服务、股票查询服务和工业控制等。在电话与通信系统中，智能语音接口正在把电话机从一个单纯的服务工具变成为一个服务的“提供者”和生活“伙伴”；使用电话与通信网络，人们可以通过语音命令方便地从远端的数据库系统中查询与提取有关的信息；随着计算机的小型化，键盘已经成为移动平台的一个很大障碍，想象一下如果手机仅仅只有一个手表那么大，再用键盘进行拨号操作已经是不可能的。再者，语音信号处理还可用于自动口语分析，如声控打字机等。随着计算机和大规模集成电路技术的发展，这些复杂的语音识别系统也已经完全可以制成专用芯片，大量生产。在西方经济发达国家，大量的语音识别产品已经进入市场和服务领域。一些用户交换机、电话机、手机已经包含了语音识别拨号功能，还有语音记事本、语音智能玩具等产品也包含了语音识别与语音合成功能。人们可以通过电话网络用语音识别口语对话系统查询有关的机票、旅游、银行信息，并且取得很好的结果。

就语音合成而言，它已经在许多方面得到了实际的应用并发挥了很大的社会作用。例如，公交汽车上的自动报站、各种场合的自动报时、自动报警、手机查询服务和各种文本校对中的语音提示等。在电信声讯服务中的智能电话查询系统中，采用语音合成技术可以弥补以往通过电话进行静态查询的不足，满足海量数据和动态查询的需求，如股票、售后服务、车站查询等信息；也可用于基于微型机的办公、教学、娱乐等智能多媒体软件，例如语言学习、教学软件、语音玩具、语音书籍等；也可与语音合成技术与机器翻译技术结合，实现语音翻译等。

对于语音编码而言，随着人类社会信息化进程的加快，语音编码技术也正在迅速发展，在移动通信、卫星通信、军事保密通信、信息高速公路和IP电话通信中得到了广泛的应用。例如低速率语音编码技术解决了信道容量问题。光纤通信技术使有线通信的信道容量得到了缓解，但对于信道价格昂贵的卫星通信及线路铺设艰难的边远山区通信，仍希望能在现有信道上得到更大的通信容量。再者由于数字加密技术具有高度可靠性，一般在军事保密通信中采用低速率语音编码器，以便对经过压缩编码后的语音数据进行加密处理，然后在窄带信道上进行传输。个人移动通信、语音存储、多媒体通信、数字数据网（DDN）中也用到语音通信技术。目前语音编码的算法发展较快，它可应用的范围也相当广泛，除了上述应用外，未来的ISDN、卫星通信、移动通信、微波接力通信和信息高速公路以及保密电话等无一例外地都会采用低速率语音编码技术。

随着信息技术的不断发展，尤其是网络技术的日益普及和完善，语音信号处理技术正发挥着越来越重要的作用，并且出现了一些新的方向。

① 基于语音的信息检索。随着网络技术及数字图书馆技术的发展，针对于传统的基于文本信息的检索技术，基于语音识别的信息检索技术正成为当今的研究热点。

② 基于语音识别的广播新闻的自动文摘技术的研究。由于广播、电视中的发音较为标准规范，在识别中避免了说话人发音上的不规范，有利于语音识别系统性能的提高。

③VoIP技术。它是通过TCP/IP网络，而不是传统的电话网络来传输语音的新的通信方式，通常称为IP电话技术。它是在网络上对压缩的语音数据以数据包的形式进行传输和识别。随着手机、PDA等移动电子设备的发展，嵌入式语音识别算法的研究已逐渐成为研究的热点。

④ 语音训练与校正技术也是近年来语音信号处理的一个重要方向。现在越来越多的人希望掌握其他非母语语言，以便方便地进行交流。因此语言学习机已成为当今外语学习者的有利工具。

⑤ 语种识别。语种识别是近年来新出现的研究方向，它是通过分析处理一个语音片断来判别其所属语音的种类，本质上属于语音识别的研究范畴。

⑥ 基于语音的情感处理研究。在人与人的交流中，除了语音信息外，非语言信息也起着重要的作用。为了使人机交流更自然、更人性化，基于语音的情感处理研究也是非常必要的。