Trịnh Văn Loan – ðại học Bách khoa Hà Nội 1

BÀI TẬP XỬ LÝ TIẾNG NÓI1. Hàm truyền ñạt của một bộ lọc số ở tần số formant F
k
ñược cho bởi:

2
2
1 2
1 2 cos
( )
1 2 cos
k k k
k
k k k
z z
H z
z z z z
θ
θ
− −
− +
=
− +

trong ñó
k

ñược ñịnh nghĩa:
k1k
k1k
k
AA
AA
r
+
−
=
+
+
. Chứng minh rằng r
k
thoả mãn :
−1 ≤ r
k
≤ 1

3. Một hệ thống phát hiện tần số cơ bản gồm có M bộ lọc thông dải giả thiết là lý tưởng có tần số
cắt về phía tần số thấp của bộ lọc thứ k cho bởi:
F
k
= 2
k
-1
F
1
với k = 1, 2, M.
và tần số cắt về phía tần số cao cho bởi:

( , ) ( ) ( , )
P Z U
Ω = Ω Ω
ℓ ℓ
ℓ ℓ
với
( )
r r
r r
j L R
Z
R j L
Ω
Ω =
+ Ω
ℓ

trong ñó
( , )
P
Ω
ℓ
ℓ
và
( , )
U
Ω
ℓ
lần lượt là áp suất và thông lượng tại môi. Giả thiết rằng tiết diện
của ống âm cơ bản ở ñầu cuối của tuyến âm (về phía môi) là A


TrÔτ
n

TrÔ

τ
n

( )
n
u t
+
( )
n
u t
−
( )
n n
u t
τ
−
+
( )
n n
u t
τ

Hình c) gồm
ñường nét
mảnh và ñường
nét ñậm.
ðường nét
mảnh là gì và
ñường nét ñậm
là gì ? Những
thông tin có
ñược từ hình vẽ
c) là gì ? Từ tín
hiệu hình b) có
thể thực hiện
biến ñổi thế
nào ñể có
ñường nét mảnh ? Cũng từ tín hiệu hình b) có bao nhiêu phương pháp ñể có ñường nét
ñậm ? Trình bày các phương pháp ñó.
(d) So sánh 2 hình vẽ c) và d) có thể thấy rằng ñường nét mảnh của 2 hình là như nhau
nhưng ñường nét ñậm của hình c) trơn hơn ñường nét ñậm của hình d). Từ các phương
pháp ñã nói ở mục 3), thay ñổi tham số nào sẽ dẫn ñến sự khác nhau này ?

6. Hàm truyền ñạt của bộ lọc hiệu chỉnh dùng trong xử lý tiếng nói có dạng H(z) = 1− az
−
1
với a
là hằng số.
(a) Xác ñịnh biểu thức ñáp ứng tần số của bộ lọc hiệu chỉnh
(b) Xác ñịnh và vẽ dạng ñáp ứng biên ñộ của bộ lọc hiệu chỉnh với a = 0,98.
(c) Viết phương trình sai phân cho quan hệ vào−ra của bộ lọc này.


− =

0 200 400 600 800 1000
1200 ms
-0.2
0
0.2
0 200 400 600 800 1000 1200 ms
-0.2
0
0.2
a)
b)
0 2000 4000
-60
-40
-20
0
20
40
Hz 0 2000 4000
-60
-40
-20
0
20
40
Hz
c)
d)


9. Phổ của một nguyên âm cho bởi hình vẽ dưới. Biết rằng tần số lấy mẫu bằng 10 kHz và tuyến
âm ứng với ống âm có tiết diện ñều. Hãy xác ñịnh các tần số formant, tần số cơ bản và giải thích
kết quả.
800

900

1000

1100

1200

1300

2

Hình b)

0

100

200

300

400

500

0

0.5

1

Hình c)

800

900

1000


0.5

1

Hình e)

0

1000

2000

3000

4000

5000

-60

-40

-20

0

Frequency in Hz units

Decibels


ൌ
1
1 ൅ 0,81ݖ
ିଶ

(a) Xác ñịnh các ñiểm cực, ñiểm không của hai hàm
này và vẽ trên mặt phẳng z
(b) Xét hai trường hợp ghép nối ܻ
ଵ
ሺ
ݖ
ሻ
ൌ ܩ
ሺ
ݖ
ሻ
ܪ
ሺ
ݖ
ሻ
,
ܻ
ଶ
ሺ
ݖ
ሻ
ൌ ܩ
ሺ
ݖ
ሻ


12. Cho tín hiệu tuần hoàn x(n)
x(n) = …+ 5
δ
(n) + 3
δ
(n-1) + 2
δ
(n-2) + 5
δ
(n-4) + 3
δ
(n-5) + 2
δ
(n-6) + 5
δ
(n-8)+
Hãy áp dụng phương pháp tự tương quan cải tiến và diễn giải từng bước ñể xác ñịnh chu kỳ T
0

của tín hiệu này. Biết chu kỳ lấy mẫu bằng 3 ms. Frequency in pi units
-40

-
35

-

-35
-
30
-
25
-20
-15
-10
-5
0

Frequency in pi units
H1a.Magnitude Response

Trịnh Văn Loan – ðại học Bách khoa Hà Nội 5
1
Một số ñặc ñiểm ngữ âm
tiếng Việt
 Âm tắc: tiếng nổ, phát sinh do luồng khí từ phổi ñi ra bị cản trở hoàn
toàn, phải phá vỡ sự cản trở ñó ñể thoát ra.
 Âm xát: tiếng cọ xát, phát sinh do luồng không khí ñi ra bị cản trở
không hoàn toàn (chỉ bị khó khăn), phải lách qua một khe hở nhỏ và
trong khi thoát ra như vậy phải cọ xát vào thành của bộ máy phát
âm.
 Phụ âm bên: ñầu lưỡi tiếp xúc với lợi chặn lối thoát của không khí,
buộc nó phải lách qua khe hở ở hai bên cạnh lưỡi tiếp giáp với má
mà ra ngoài tạo nên tiếng xát nhẹ (l).
 Luồng không khí thoát ra ngoài bị cản trở, tạo nên tiếng xát hay tiếng
nổ, dạng tín hiệu không tuần hoàn gọi là tiếng ñộng (ồn).
 Trong khi phát âm một số phụ âm, dây thanh cũng hoạt ñộng ñồng

Mt lưi
Một số ñặc ñiểm ngữ âm
tiếng Việt

Phân loại phụ âm theo tắc hay xát,
hữu thanh hay vô thanh, mũi hóa

Bài 1:
Bài 2:
Bài 3:
Bài 5 :

Câu a:
Đây là tín hiệu âm hữu thanh (thực ra nếu nhìn vào tín hiệu thì cũng ko phân biệt
được, nhưng dựa vào các hình sau có các formant và anti – formant nên có thể phân biệt
được.)
Câu b:
Từ a) biến đổi về b) sử dụng cửa sổ Hamming : tác dụng của nó là làm thon phần
đầu và cuối của mỗi khung, từ đó làm giảm tính gián đoạn của tín hiệu
==
=
−
−−
−−
−−
−=
==
=
p
1
i
i
)in(xa
ˆ
)n(xˆ
Erreur
Erreur Erreur
Erreur de
de de
de prÐdiction
prÐdictionprÐdiction
prÐdiction
)
n
(
x
ˆ
)
n

erreur
p, ,2,1i,0
a
ˆ
E
i
=
==
==
==
=
∂
∂∂
∂
∂
∂∂
∂

ModÌle tous
ModÌle tousModÌle tous
ModÌle tous-

-p
pp
p«
««
«les
lesles
les
)n(u)in(xa)n(x


Bài 7: Bài 8 :

Hình b là đồ thị hàm truyền đạt của bộ lọc hiệu chỉnh (filtre de préaccentuation),
đây là một bộ lọc thông thấp.
H(Z) = 1 – az
-1
với a = 0,95 0,98
Với tín hiệu của âm hữu thanh, phổ có xu hướng suy giảm -6db/octave khi tần số
tăng lên, do đó ta phải bù +6db/octave trên cả giải băng tần, bộ lọc hiệu chỉnh có tác dụng
làm cho tín hiệu trở nên đồng đều hơn. (Với âm vô thanh thì không cần hiệu chỉnh)
Hình c là đồ thị của hàm truyền đạt của cửa sổ Hamming

Cửa sổ này có tác dụng làm thon 2 đầu khung
Hình d là tín hiệu sau khi được xử lý bới cửa sổ
Hình e là tín hiệu được lấy mẫu với chu kì lấy mấu F
S
>= 2F
MAX
(theo định lý
Shannon), đảm bảo khi khôi phục tín hiệu không bị mất mát
Hình f là tín hiệu sau khi qua phép chuyển đổi FFT chuyển đổi từ miền thời gian
sang miền tần số. Với trục Nét đậm là ceptre của tín hiệu, có thể lấy được khi thực hiện
tiếp FFT