自考復習需要重視考試大綱，考試命題是圍繞大綱來的，所以復習一定要緊扣考試大綱，再結合考試大綱來弄懂重點、難點、疑點。因為考試大綱一般都是含有命題來指導思想工作、考試范圍、命題要求等重要信息。為了輔助各位考生學習，重慶自考網自考頻道為各位考生整理了2022年自考27483語音與圖像信號處理復習資料，希望能對大家有所幫助。

2022年自考27483語音與圖像信號處理復習資料

Ⅰ課程性質與設置目的要求

《語音與圖象信號處理》是江蘇省高等教育自學考試電子工程專業的必修課，是為了培養和檢驗自學應考者信號處理的基本知識和基本技能而設置的一門專業課程，本課程分為兩大部分，第一部分是語音信號處理，第二部分是數字圖象處理。

語音信號處理是一門比較實用的電子工程的專業課程，語音是人類獲取信息的重要來源和利用信息的重要手段。通過語言相互傳遞信息是人類最重要的基本功能之一。語言是人類特有的功能，它是創造和記載幾千年人類文明史的根本手段，沒有語言就沒有今天的人類文明。語音是語言的聲學表現，是相互傳遞信息的最重要的手段，是人類最重要、最有效、最常用和最方便的交換信息的形式。語音中除包含實際發音內容的語言信息外，還包括發音者是誰及喜怒哀樂等各種信息。在人類已構成的通信系統中，語音通信方式早已成為主要的信息傳遞途徑之一，具有最方便和最快捷的特點。語言和語音也是人類進行思維的一種依托，它與人的智力活動密切相關，與文化和社會的進步緊密相連，具有最大的信息容量和最高的智力水平。語音信號處理是研究用數字信號處理技術對語音信號進行處理的一門學科，它是一門新興的學科，同時又是綜合性的多學科領域和涉及面很廣的交叉學科。

除了語音之外，圖像是人類獲取信息的另外一個重要來源，大約70％的信息是通過人眼獲得的圖像信息。圖像信號是指將圖像作為一種二維信號，采用數字信號處理的方法來對圖像進行描述。今后為了表示方便，圖像信號就稱為圖像。在近代科學研究、軍事技術、工農業生產、氣象、醫學等領域中，人們越來越多地利用圖像來認識和判斷事物，解決實際問題。例如：人們利用人造衛星所拍攝的地面照片，來分析獲取地球資源、全球氣象和污染情況，利用“和平號”宇宙飛船所拍攝的月球表面照片，分析月球的形成。在醫學上，通過CT斷層掃描，醫生可以觀察和診斷人體內部是否有病變組織。在公安偵破中，采用指紋提取并處理進行破案。在軍事上，目標的自動識別和自動跟蹤都需要進行圖像處理。

圖像信號的數字處理技術，按照人們通常的習慣，也稱為數字圖像處理技術，是指用計算機對圖像進行處理。它建立在以計算機為中心的包括各種輸入、輸出及顯示設備在內的數字圖像處理系統上進行的。有時，結合數字語音處理系統，構成多媒體處理系統。

設置本課程的目的要求：

使自學應考者能夠掌握與人類密切相關的兩種信息：語音信號和圖象信號的基本概念和基本原理，能夠應用數字信號處理的基本原理和方法對語音信號和圖象信號進行各種處理，如：語音信號數字模型的建立，語音信號的數字化，語音信號的分析、合成、識別、編碼的基本原理的基本方法，數字圖象信號的采集、表達、各種變換方法和圖象信號的編碼壓縮等。同時能夠對語音信號和圖象信號處理的最新研究成果與發展趨勢有所了解，以適應現代社會對信息處理越來越高的要求。

Ⅱ考試目標（考核知識點，考核要點）

第一部分 語音信號處理

第一章 緒論

一、 考核知識點

（一） 語音信號處理的基本概念

（二） 語音信號處理的發展概況

二、 考核要點

（一） 語音信號處理的基本概念

1．識記：（1）語音信號對人類的重要性。（2）數字語音的優點。（3）語音學的基本概念。（4）語音信號處理的應用領域。

（二） 語音信號處理的發展概況

1.識記：（1）語音信號處理的發展歷史。

（2）語音編碼、語音合成、語音識別的基本概念。語音編碼技術是伴隨著語音的數字化而產生的，目前主要應用在數字語音通信領域。語音合成的目的是使計算機能象人一樣說話說話，而語音識別使能夠聽懂人說的話。

第二章 基礎知識

一、 考核知識點

（一） 語音產生的過程

（二） 語音信號的特性

（三） 語音信號產生的數字模型

（四） 人耳的聽覺特性

二、 考核要求

（一） 語音產生的過程

1． 識記：聲音是一種波，能被人耳聽到，振動頻率在20Hz~20kHz之間。自然界中包含各種各樣的聲音，而語音是聲音的一種，它是由人的發音器官發出的，具有一定語法和意義的聲音。

2． 領會：（1）語音產生的過程與人類發聲的基本原理。 （2）清音、濁音、共振峰的基本概念。語音由聲帶震動或不經聲帶震動產生，其中由聲帶震動產生的音統稱為濁音，而不由聲帶震動而產生的音統稱為清音。聲道是一個分布參數系統，它是一個諧振腔，有許多諧振頻率，稱為共振峰，它是聲道的重要聲學特征。

（二） 語音信號的特性

1． 識記：（1）語音的物理性質，包括音質、音調、音強、音長等特性。語音是人的發音器官發出的一種聲波，具有聲音的物理屬性。其中音質是一種聲音區別于其它聲音的基本特征。音調就是聲音的高低，取決于聲波的頻率：頻率高則音調高，頻率低則音調低。響度就是聲音的強弱，又稱音量。它是由聲波震動幅度決定的。聲音變的長短也稱音長，它取決于發音持續時間的長短。

（2）音素、音節、單詞、句子的基本概念以及它們之間的關系。音素是語音的最小、最基本的組成單位，音素都有其獨立的各不相同的發音方法和發音部位，它是使聽者能區別一個單詞和另一個單詞的聲音的基礎。音節是最小的語言片段，一個音節由一個或幾個音素組成。單詞是由音節結合而成的更大單位，是有意義的語言的最小單位。句子是單詞的進一步組合。

(3) 漢語的特點，漢語音節的組成。

2． 領會：語音的時間波形和頻譜特性，聲門激勵和聲道響應的頻譜特性，特別是清音和濁音的頻譜特性、共振峰特性，二者之間的區別。

（三） 語音信號產生的數字模型

1． 識記：（1）語音信號被看成是線性時不變系統（聲道）在隨機噪聲或準調周期脈沖序列激勵下的輸出。在滿足這樣的假設條件下，產生了語音信號的基本數字模型，是語音處理技術的基礎。

（2）語音信號產生的數字模型框圖。

2． 領會：（1）語音信號數字模型各部分的組成依據和頻譜特點，包括激勵模型，聲道模型（聲管模型和共振模型）和輻射模型。（2）聲道模型中的聲管模型和共振峰模型的特點，共振峰模型的三種形式。

（四） 語音感知與人耳的聽覺特性

1． 識記：（1）聲音的三要素：響度、音調和音色的基本概念。人的聽覺系統具有復雜的特性，沒有哪一種物理儀器具有人耳那樣的特性。聽覺機構不但是一個非常靈敏的聲音接收器，還具有選擇性，此外還有判別聲音的強弱、音調和音色的本領。響度是人耳對聲音的強弱程度的主管反映，響度取決于聲音的幅度，主要是聲壓的函數，但和頻率和波形也有關，人耳對300－4000Hz的聲音感覺最靈敏。音調也稱音高，是一種主觀心理量，是人耳對聲音頻率高低的感受。音色也叫音質，反映了聲音屬性。人根據音色在主觀感覺上區別具有相同響度和音調的兩個聲音。

（2）聽覺“掩蔽效應”的基本概念與應用。

第三章 時域分析

一、 考核知識點

（一） 語音信號的數字化和預處理

（二） 短時能量分析

（三） 短時過零分析

（四） 短時相關分析

二、 考核要求

（一） 語音信號的數字化和預處理

1． 識記：（1）取樣和量化的基本概念。為了將原始的模擬語音信號變成數字信號，必須經過取樣和量化兩個步驟，，從而得到在時間和幅度上均離散的數字語音信號。取樣是將時間上連續的語音信號離散化為一個樣本序列。根據取樣定理，當取樣頻率大于兩倍信號帶寬時，取樣過程不會丟失信息，且從取樣信號中可以精確地重構原始信號的波形。量化是指將取樣后得到的樣本序列的幅度再離散化，量化過程是將整個幅度值分割為有限個區間，將落入同一區間的樣本賦予相同的幅度值。（2）量化噪聲的特性

（3）抗混迭濾波器的作用。它是一個具有良好截止特性的模擬低通濾波器，主要是為了防止混迭失真和噪聲干擾。

（4）短時分析技術的基本概念。語音信號是一種隨時間而變化的信號，可能是濁音激勵也可能是清音激勵，濁音的基音周期以及信號幅度等語音特性也都隨時間變化，但這種變化是緩慢的，在一小段短時間內10~30ms，語音信號近似不變。于是，我們把變化的語音信號分成一些相繼的短時間段來處理。而每一段時間段具有固定的特性，這種方法稱為“短時”處理方法。

（二） 短時能量分析

1． 識記：語音信號的能量分析是基于語音信號能量隨時間有相當大的變化，特別是清音段的能量一般比濁音段的小得多。能量分析包括能量和幅度兩個方面。

2． 領會：（1）直角窗與海明窗的頻率特性。，海明窗的帶寬大約是同等寬度矩形窗帶寬的兩倍。此外，漢明窗在通帶外的衰減要比矩形窗小得多，而且通帶與阻帶的起伏比較小。

（2）窗口長度的選取原則。

（三） 短時過零分析

1． 識記：過零分析與平均過零率的基本概念。對于離散時間信號的相鄰兩個取樣值具有不同符號時，便出現“過零”現象。單位時間過零的次數叫做“過零率”。對于窄帶信號，過零率可以比較準確地反映該信號的頻率。在寬帶信號情況下，過零率只能粗略反映信號的頻譜特性。

2． 領會：短時過零分析的用途。如何區分清音與濁音

（四） 短時相關分析

1． 識記：（1）短時自相關函數的物理意義，性質。對于濁音語音來說，短時自相關函數具有明顯的峰值且呈周期分布，而對于清音來說，則沒有很強的自相關周期峰，其性質類似于噪聲。

（2）短時平均幅度差函數的概念與用途。

2． 領會：（1）短時自相關函數的方框圖表示。

（2）利用短時自相關函數區分清/濁音的方法。

第四章 短時傅里葉分析

一、 考核知識點

（一） 傅里葉分析在信號分析與處理中的地位與作用

（二） 短時傅里葉變換的定義與物理意義

（三） 短時傅里葉變換的取樣率

（四） 語音信號的短時綜合

二、 考核要點

（一） 傅里葉分析在信號分析與處理中的地位與作用

1． 識記：傅里葉分析的重要性，短時傅里葉分析的基本概念。在語音信號處理中，傅立葉表示在傳統上一直起主要作用。其原因一方面在于穩態語音的產生模型由線性系統組成，此系統被一隨時間作周期變化或隨機變化的源所激勵，因而系統輸出頻譜反映了激勵與聲道頻率響應特性。另一方面，語音信號的頻譜具有非常明顯的語言聲學意義，可以獲得某些重要的語音特征。同時，語音的感知過程與人類聽覺系統具有頻譜分析功能是密切相關的。

（二） 短時傅里葉變換的定義與物理意義

1． 識記：(1)短時傅里葉分析的重要性。短時傅里葉分析是分析緩慢時變頻譜的一種簡便方法，是用穩態分析方法處理非穩態信號的一種方法，在語音處理中是一個非常重要的工具。

(2) )短時傅里葉變換的定義。

2． 領會：（1）標準傅里葉變換的解釋。（2）窗口序列具有的特性。

（3）海明窗與直角窗對濁音語音的頻譜分析對比。

（4）短時傅里葉變換的濾波器的解釋，濾波器框圖的組成。

（三） 短時傅里葉變換的取樣率

1． 識記：（1）時域取樣率的基本概念。（2）頻域取樣率的基本概念。

（3）總取樣率的基本概念。（4）寬帶和窄帶語譜圖的概念和特點

2． 領會：理解分析加窗與不加窗時總取樣率的區別。

（四）、語音信號的短時綜合

1．領會：濾器組求和法的基本原理與實現框圖，與快速傅里葉變換求和法的關系。

第五章 同態濾波及倒譜分析

一、 考核知識點

（一） 卷積與解卷積的基本概念

（二） 同態信號處理的基本原理

（三） 復倒譜和倒譜的基本概念

（四） 語音信號兩個卷積分量復倒譜的性質

（五） 避免相位卷繞的幾種算法

二、 考核要求

（一） 卷積與解卷積的基本概念

1． 識記：（1）根據語音信號的產生模型，可以將其用一個線性非時變系統的輸出表示，即看作是聲門激勵信號和聲道沖激響應的卷積。

（2）為了分離加性組合信號，常采用線性濾波方法。而為了分離非加性信號（如乘積性或卷積性組合）信號，常采用同態濾波技術。

（二） 同態信號處理的基本原理

1． 識記：同態信號處理的基本概念與作用。同態信號處理的作用就是將非線性問題轉化為線性問題來求解。根據實現原理分為乘積同態處理和卷積同態處理。

2． 領會：（1）特征系統與逆特征系統的組成。（2）同態信號處理的基本實現方法，實現框圖。

（三） 復倒譜和倒譜

1． 識記：復倒譜與倒譜的基本概念，定義。

（四） 語音信號兩個卷積分量復倒譜的性質

1． 識記：（1）一個周期沖激的有限長度序列，其復倒譜也是一個周期沖激序列，而且長度Np不變，只是序列變為無限長度序列。同時其振幅隨著K值的增大而衰減。

（2）聲道沖激響應序列復倒譜的性質。

（3）聲門激勵的特點。

2． 領會：聲道沖激響度序列的全零點模型描述，各個零點對系統響應的影響。

（五） 避免相位卷繞的幾種算法

1． 領會：（1）相位卷繞的基本概念。

（2）利用微分法消除相位卷繞的實現框圖。

（3）利用最小相位法求信號復倒譜的實現框圖。

第六章 語音信號的線性預測分析

一、 考核知識點

（一） 線性預測分析的基本概念

（二） 線性預測分析的基本原理

（三） 利用自相關法求解線性預測方程組

（四） 利用協方差法求解線性預測方程組

（五） 利用格型法求解線性預測方程組

（六） LPC譜估計和LPC復倒譜

（七） 線譜對分析原理與參數求解

（八） 語音信號的極零點模型

二、 考核要點

（一） 線性預測分析的基本概念

1． 識記：線性預測分析所包含的基本概念是，一個語音的抽樣能夠用過去若干個語音抽樣的線性組合來逼近。通過使實際語音抽樣和線性預測抽樣之間差值的平方和（在一個有限間隔上）達到最小值，即進行最小均方誤差的逼近，能夠決定唯一的一組預測系數。

（二） 線性預測分析的基本原理

1． 識記：（1）采用全極點模型分析語音信號的理論依據。全極點模型最易于計算，對全極點模型作參數估計是對線性方程組的求解過程；有時無法知道輸入序列；人的聽覺對于那種只能用零點來表示的頻譜陡峭谷點是遲鈍的；如果不考慮鼻音和摩擦音，那么語音的聲道傳遞函數就是一個全極點模型。

（2）線性預測(LPC)譜的特點

2． 領會：線性預測分析的物理意義與優越性。

（三） 線性預測方程組的建立

1． 識記：最小均方誤差準則。

（四） 利用自相關法和協方差法求解線性預測方程組

1． 識記：（1）自相關矩陣的特點。（2）協方差矩陣的特點

2． 領會：自相關法和協方差法二者的特點比較。

3．應用：協方差法的線性預測方程組矩陣表示，圖解表示。

（五） 利用格型法求解線性預測方程組

1． 識記：（1）格型法的基本原理。（2）反射系數的概念。

（3）格型濾波器的優點。

（六） LPC譜估計和LPC復倒譜

1． 識記：（1）線性預測分析的階數P的選取原則，首先要保證有足夠的極點來模擬聲道響應的諧振結構，但P值達到12~14后，若進一步增加則誤差改善很小。

（2）在線性預測分析中，分析幀長度N同樣重要，N盡可能小有好處，在LPC線性方程組求解中，計算量都與N成正比。但譜估計的精度隨著N的增加而提高。通常取N為2~3個基音周期長度。

（3）復倒譜分析的優點。

第七章 矢量量化

一、 考核知識點

（一） 矢量量化概述。

（二） 矢量量化的基本原理

（三） 失真測度

（四） 最佳矢量量化器和碼本的設計

二、 考核要求

（一） 矢量量化概述

1． 識記：（1）矢量量化的理論依據與優越性。根據仙農信息論可以得出，矢量量化總是優于標量量化，且矢量維數越大性能越優越。因為矢量量化有效利用了矢量中各分量間的各種相互關聯的性質。采用矢量量化技術對信號波形數據進行壓縮，可以獲得非常高的壓縮比。

（2）矢量量化的基本概念。矢量量化是將若干個取樣信號分成一組，即構成一個矢量，然后對此矢量一次進行量化，即作為一個整體進行量化。

（二） 矢量量化的基本原理

1． 識記：（1）矢量量化的過程。將語音信號波形的K個樣點的每一幀，或有K個參數的每一幀參數，構成K維空間中的一個矢量，然后對這個矢量進行量化。

（三） 矢量測度

1． 識記：（1）失真測度必須具備的幾個特性。必須在主觀評價上有意義；必須是易于處理的；平均失真存在且可計算；易于硬件實現。

（2）歐式距離－均方誤差的基本概念。

（四） 最佳矢量量化器和碼本設計

1． 識記：（1）矢量量化器最佳設計的兩個條件。最佳劃分和最佳碼書。

（2）初始碼書的生成方法。隨機選取法、分裂法和乘積碼法

（五）降低復雜度的矢量量化系統

1．識記：（1）矢量量化系統的組成。（2）矢量量化的3個關鍵問題

（3）降低復雜度的設計方法分類

（4）無記憶量化系統和有記憶量化系統的基本概念

第八章 隱馬爾可夫模型（不做要求）

第九章 語音檢測分析

一、考核知識點

（一）基音檢測

（二）共振峰估值

二、考核要點

（一）基音檢測

1．識記：（1）基音檢測的重要性與難點。基音的提取和估計是語音信號處理中十分重要的一個問題，準確地檢測語音信號的基音周期對于高質量的語音分析與合成、語音壓縮編碼、語音識別和說話人確認等具有重要意義。在低速率語音編碼中，準確的基音檢測是非常關鍵的，它直接影響到整個系統的性能。

（2）基音檢測的3個研究方面

（3）基音檢測的三種方法：波形估計法、相關處理法和變換法。

（3）清/濁音判斷的輔助參量。

2．領會：（1）中心削波法的基本原理，三電平削波函數的特性。

（2）利用倒譜法提取基音的基本原理與實現方法。

（3）利用簡化逆濾波器法進行基音檢測的基本原理與實現方法。

（二）共振峰估值

1．識記：（1）共振峰估計中存在的問題。

（2）帶通濾波器組法提取共振峰特性的基本原理。

（3）倒譜法難以解決的問題

（4）用LPC法進行共振峰估計的兩種方案

2．領會：（1）倒譜法對清音和濁音的檢測效果對比

（2）清音和濁音的DFT譜特性比較

（3）LPC法的優缺點

第十章 語音編碼（一）—波形編碼

一、 考核知識點

（一） 語音編碼的目的與應用前景

（二） 語音信號的壓縮編碼原理

（三） 脈沖編碼的調制（PCM）及其自適應

（四） 預測編碼及自適應預測編碼原理

（五） 自適應差分脈沖編碼調制及自適應增量調制

（六） 子帶編碼

（七） 自適應變換編碼

二、 考核要求

（一） 語音編碼的目的與應用前景

1． 識記：（1）語音編碼的目的是在保持可以接受的失真的情況下采用盡可能少的比特數表示語音。

（2）語音信號數字傳輸的優點。

（3）語音壓縮編碼需要折衷考慮的3個方面

（4）語音編碼的兩類應用

（5）語音編碼的分類

（二） 語音信號的壓縮編碼原理

1． 識記：（1）語音壓縮的必要性。語音編碼的目的是在保持可以接受的失真情況下，采用盡可能少的比特數表示語音。如果對語音直接數字化，則傳輸或存儲語音的數據量太大。為了降低傳輸或存儲的費用，必須對其壓縮。

（2）語音壓縮的兩個基本依據。

（3）冗余度的基本概念

（4）語音通信質量的分類。

（5）波形編碼與聲碼器的性能比較。

（三） 脈沖編碼調制及其自適應

1． 識記：

（1）PCM的基本概念。（2）均勻PCM中，信噪比與量化比特數的關系。

（3）非均勻PCM的基本思想。（4）u律與A律的壓擴特性。

2． 領會：自適應PCM的基本原理與實現框圖。

（四） 預測編碼及其自適應APC

1． 識記：（1）預測編碼的基本概念。

（2）短時預測與長時預測的基本概念。

(3) 噪聲整形的基本概念

（五） 自適應差分脈沖編碼調制（ADPCM）及自適應增量調制（ADM）

1． 識記：（1）DPCM和ADPCM的基本概念，ADPCM的國際標準。

（2）增量調制的基本概念。

（3）自適應增量調制的基本概念。

2． 領會：（1）掌握DM編碼中斜率達載和顆粒噪聲產生的原因及克服的辦法。

（2）連續可變斜率增量調制的實現原理。

（六） 子帶編碼

1． 識記：（1）頻域編碼的兩個基本原則。

（2）子帶編碼的基本概念與實現方法。

（3）子帶編碼的優點

（3）正交鏡象濾波器（QMF）的基本概念。

2． 領會：（1）子帶編碼中，子帶的分割與重建語音質量的關系。

（2）正交鏡象濾波器的幅頻特性。

3． 應用：通過正交鏡象濾波器恢復原始信號的原理與方法。

（七） 自適應變換編碼

1． 識記：（1）自適應變換編碼的基本概念。變換編碼是一種優秀的高質量的語音壓縮編碼方法，它將時域的語音信號變換到頻域，變換后的數值表示信號中不同頻率分量的強度，然后將這些變換系數按照比特分配的結果進行量化編碼。

2． 領會：（1）正交變換采用DCT變換的原因

（2）自適應變換編碼的基本原理與實現框圖。

第十一章 語音編碼（二）——聲碼器技術及混合編碼

一、 考核知識點

（一） 語音參數編碼的基本概念

（二） 聲碼器的基本結構

（三） 相位聲碼器和通道聲碼器

（四） 同態聲碼器

（五） 線性預測聲碼器

（六） 混合聲碼器

（七） 各種語音編碼方法的比較

（八） 語音編碼的性能指標和質量評價

二、 考核要求

（一） 語音參數編碼的基本概念

1． 識記：（1）語音參數編碼通過對語音信號的參數進行提取及編碼，力圖使重建語音信號具有盡可能高的可懂度，即保持原語音的語意。這類編碼的優點是編碼率低，可低至2.4kbit/s以下。

（2）參數編碼的基礎是語音產生的數學模型。實現參數編碼的器件稱為聲碼器，主要用于窄帶信道的語音通信。

（3）為了充分發揮聲碼器的性能而必須的三個重要因素，

（二） 聲碼器的基本結構

1． 識記：（1）聲碼器的基本結構及實現過程。

（2）聲碼器的局限性。

（三） 相位聲碼器和通道聲碼器

1． 識記：（1）相位聲碼器的基本工作原理。

（2）通道聲碼器的基本工作原理。

（3）常用的三種聲碼器

（四） 同態聲碼器

1． 識記：（1）基于倒譜的分析與合成的基本原理。

（2）同態聲碼器的優缺點。

（五） 線性預測聲碼器

1． 識記：（1）線性預測聲碼器的基本實現框圖。

（2）線性預測編碼參數的變換和量化，包括反射系數，對數面積比和預測多項式的根。

（六） 混合編碼

1． 識記：（1）混合編碼是波形編碼和聲碼器兩種優點的結合：既利用了語音生成模型，通過對模型中的參數進行編碼，減少了波形編碼中被編碼對象的動態范圍或數目；又使編碼的過程產生接近原始語音波形的合成語音，以保留說話人的各種自然特征，提高了合成語音質量。

（2）多脈沖線性預測聲碼器的基本概念。

（3）CELP的基本概念。

（七） 各種語音編碼方法的比較

1． 識記：波形編碼和聲碼器的優缺點比較。

（八） 語音編碼的性能指標和質量評價

1． 識記：（1）語音編碼的基本性能指標，包括編碼速率和頑健性。

（2）編碼器的質量評價方法，包括主觀評價法和客觀評價法。

（3）常用的幾種語音主觀評價標準。

第十二章 語音合成

一、 考核知識點

（一） 語音合成概述

（二） 語音合成原理

（三） 共振峰合成

（四） 線性預測合成

二、 考核要求

（一） 語音合成概述

1． 識記：（1）語音合成技術的兩個關鍵性能：一是正確，一是自然。

（2）用語音合成來傳遞語言的優點。

（3）語音合成的基本概念

（二） 語音合成原理

1． 識記：（1）語音合成的三種基本方法：波形合成法、參數合成法和規則合成法的基本概念。

（2）語音合成系統的特性，包括合成單元、合成參數與合成音質的基本概念。

（三） 共振峰合成

1． 識記：共振峰合成法的特點。

（四） 線性預測合成

1． 識記：（1）線性預測分析合成系統的基本原理。

（2）格型濾波器用于語音分析和合成的參數。

第十三章 語音識別

一、 考核知識點

（一） 語音識別概述

（二） 語音識別原理

二、 考核要求

（一） 語音識別概述

1． 識記：（1）語音識別的基本概念

（2）語音識別的7種分類方法

（3）語音識別中存在的幾個主要問題

（二）語音識別原理

1．識記：（1）語音識別的兩個步驟

（2）模板匹配法的三個基本單元

2．領會：（1）語音識別的原理框圖

第十四章 說話人識別（不做要求）

第十五章 語音增強 （不做要求）

第十六章 人工神經網絡的應用（不做要求）

第十七章 語音信號處理中的新興與前沿技術（不做要求）

第二部分 數字圖象處理

第一章 緒論

一、 考核知識點

（一） 圖像基本概念

（二） 圖像工程簡介

（三） 圖像處理系統

二、 考核要求

（一） 圖像基本概念

1． 識記：（1）圖像和數字圖像的基本概念。

（2）圖像的表達。

（二） 圖像工程簡介

1． 識記：（1）圖像技術和圖像工程。

（2）圖像工程的3個層次。

（3）圖像工程相關學科和領域。

（4）圖像工程的技術應用。

（三） 圖像處理系統

1． 識記：（1）系統構成框圖。

（2）圖像采集。

（3）圖像顯示打印。

（4）圖像存儲及各種圖像文件格式。

（5）圖像處理。

第二章 圖像采集

一、 考核知識點

（一） 視覺過程

（二） 成像中的空間關系

（三） 光度學和亮度視覺

（四） 采樣和量化

二、 考核要求

（一） 視覺過程

1． 識記：（1）視覺過程的構成，包括光學過程、化學過程和神經處理過程。

（二） 成像中的空間關系

1． 識記：（1）成像幾何的投影變換、齊次坐標和逆投影變換等基本概念。

（2）觀察距離和角度。

（3）景深。

2． 應用：各種成像幾何的變換關系和景深計算。

（三） 光度學和亮度視覺

1． 識記：（1）光通量，發光強度和照度等光度學等基本概念。

（2）圖像成像數學模型。

（3）視覺系統對光的感知特點，包括亮度適應、主觀亮度影響和亮度變化的感知。

2． 領會：（1）光通量，發光強度和照度之間的相互關系，計算方法。

（2）馬赫帶效應。

（四） 采樣和量化

1． 識記：（1）空間分辨率和幅度分辨率。

（2）圖像質量與采樣和量化。

2． 領會：（1）空間分辨率和幅度分辨率對圖像質量的影響。

3． 應用：（1）根據空間分辨率和幅度分辨率計算圖像存儲量。

第三章 像素空間關系

一、 考核知識點

（一） 像素間聯系

（二） 基本坐標變換

（三） 形態變換

（四） 幾何失真校正

二、 考核要求

（一） 像素間聯系

1． 識記：（1）像素鄰域的基本概念。

（2）像素間的鄰接、連接和連通的概念及判斷方法。

（3）像素間的距離。

2． 應用：（1）像素鄰域的確定和像素間距離的計算。

（二） 基本坐標變換

1． 識記：（1）常見的圖像坐標變換，包括平移變換、放縮變換和旋轉變換。

（2）級連變換和反變換的概念。

2． 應用：（1）給定不同的變換矩陣，對空間點進行各種變換。

（三） 形態變換

1． 識記：（1）形態變換的基本概念和分類。

（2）一般仿射變換的概念和性質。

（3）相似變換、剛體變換、歐氏變換和等距變換等特殊仿射變換的概念。

（4）不同變換的層次關系和變換不變量。

2． 領會：（1）各種仿射變換的性質和特點。

（四） 幾何失真校正

1． 識記：（1）幾何失真和幾何失真校正的基本概念。

（2）幾何失真校正的兩個基本步驟，包括空間變換和灰度插值。

2． 領會：（1）幾何失真校正的原理和方法。

第四章 空域增強技術

一、 考核知識點

（一） 空域技術分類

（二） 圖像間運算

（三） 直接灰度映射

（四） 直方圖變換

（五） 線性濾波

（六） 非線性濾波

（七） 局部增強

二、 考核要求

（一） 空域技術分類

1． 識記：（1）空域增強技術的基本概念和分類。

（二） 圖像間運算

1． 識記：（1）基本算術和邏輯運算。

2． 應用：（1）圖像間運算的應用，包括圖像間加法、減法、乘法和除法。

（三） 直接灰度映射

1． 識記：（1）灰度映射基本概念。

（2）各種典型灰度映射的定義，包括圖像求反、對比度增強、動態范圍壓縮和灰度切分等。

2． 領會：（1）灰度映射基本實現原理。

（2）各種典型灰度映射的特點。

3． 應用：（1）運用直接灰度映射變換進行圖像增強。

（四） 直方圖變換

1． 識記：（1）直方圖均衡化基本概念。

（2）直方圖規定化基本概念。

2． 領會：（1）直方圖均衡化基本原理。

（2）直方圖規定化基本原理。

3． 應用：（1）運用直方圖變換技術進行圖像增強。

（五） 線性濾波

1． 識記：（1）線性濾波的基本概念、技術分類。

（2）線性平滑濾波器，包括鄰域平均和加權平均。

2． 領會：（1）線性平滑濾波器的模板卷積和實現原理。

3． 應用：（1）運用線性平滑濾波技術進行圖像增強。

（六） 非線性濾波

1． 識記：（1）非線性平滑濾波器基本概念，包括各種中值濾波器序統計濾波器等。

（2）非線性銳化濾波器基本概念和性質，差分模板和最大-最小銳化變換。

2． 領會：（1）非線性平滑濾波器的模板卷積和實現原理。

（2）非線性銳化濾波器的模板卷積和實現原理。

3． 應用：（1）運用中值濾波技術進行圖像增強。

（七） 局部增強

1． 識記：（1）局部增強的基本概念。

第五章 基本圖像變換

一、 考核知識點

（一） 可分離和正交圖像變換

（二） 傅里葉變換

（三） 沃爾什/哈達瑪變換

（四） 離散余弦變換

（五） Radon變換

二、 考核要求

（一） 可分離和正交圖像變換

1． 識記：（1）可分離圖像變換的基本概念。

（2）正交圖像變換的基本概念。

2． 領會：（1）正交圖像變換的對應矩陣性質。

（二） 傅里葉變換

1． 識記：（1）2-D傅里葉變換的基本概念。

（2）傅里葉變換基本定理。

（3）快速傅里葉實現方法。

2． 領會：（1）各種傅里葉變換基本定理表達的空域和頻域性質，包括平移定理、旋轉定理、尺度定理、剪切定理、組合剪切定理、仿射定理、卷積定理和相關定理。

3． 應用：（1）傅里葉變換的計算，基于傅里葉變換技術的圖像分析。

（三） 沃爾什/哈達瑪變換

1． 識記：（1）沃爾什變換的基本概念。

（2）哈達瑪變換的基本概念。

2． 領會：（1）沃爾什和哈達瑪變換之間的聯系和區別。

3． 應用：（1）構造沃爾什和哈達瑪變換核。

（四） 離散余弦變換

1． 識記：（1）離散余弦變換的基本概念。

2． 領會：（1）離散余弦變換和傅里葉變換之間的聯系和區別。

3． 應用：（1）離散余弦變換的計算。

（五） Radon變換

1． 識記：（1）Radon變換的基本定義。

（2）Radon變換基本性質

（3）Radon反變換

2． 領會：（1）Radon變換和傅里葉變換之間的聯系和區別。

第六章 頻域圖像增強

一、 考核知識點

（一） 頻域圖像增強原理

（二） 低通濾波

（三） 高通濾波

（四） 帶通和帶阻濾波

（五） 同態濾波

（六） 頻域和空域技術

二、 考核要求

（一） 頻域圖像增強原理

1． 識記：（1）頻域圖像增強基本原理。

2． 領會：（1）頻域圖像增強主要步驟。

（二） 低通濾波

1． 識記：（1）低通濾波器的基本概念。

（2）各種低通濾波器的定義。

2． 領會：（1）低通濾波器的圖像濾波效果。

3． 應用：（1）運用低通濾波技術進行圖像增強。

（三） 高通濾波

1． 識記：（1）高通濾波器的基本概念。

（2）各種高通濾波器的定義。

2． 領會：（1）高通濾波器的圖像濾波效果。

3． 應用：（1）運用高通濾波技術進行圖像增強。

（四） 帶通和帶阻濾波

1． 識記：（1）帶通和帶阻濾波器的基本概念。

（2）各種帶通和帶阻濾波器的定義。

2． 領會：（1）帶通和帶阻濾波器的圖像濾波效果。

（五） 同態濾波

1． 識記：（1）同態濾波器的基本概念和基本步驟。

2． 領會：（1）同態濾波器的圖像濾波效果。

（六） 頻域和空域技術

1． 領會：（1）圖像增強中頻域和空域兩種技術間的聯系，空域技術可以借助頻域概念進行分析，頻域技術也可在空域實現。

第七章 彩色圖像處理

一、 考核知識點

（一） 彩色視覺和描述

（二） 彩色模型

（三） 偽彩色增強

（四） 真彩色處理

二、 考核要求

（一） 彩色視覺和描述

1． 識記：（1）彩色視覺基礎。

（2）三基色和色匹配基本概念。

（3）色度、色系數和色度圖基本概念。

（二） 彩色模型

1． 識記：（1）面向硬設備的彩色模型，包括RGB、CMY和彩色電視顏色模型等。

（2）面向視覺感知的彩色模型，包括HIS、HSV和HSB模型等。

2． 應用：（1）各種彩色模型之間的相互轉換。

（三） 偽彩色增強

1． 識記：（1）偽彩色增強的基本概念。

（2）偽彩色增強的各種空域和頻域方法，包括亮度切割、從灰度到彩色的變換和頻域濾波。

（四） 真彩色處理

1． 識記：（1）真彩色處理的基本概念。

（2）單分量變換增強技術。

（3）全彩色增強技術。

第八章 圖像恢復

一、 考核知識點

（一） 退化及噪聲

（二） 退化模型和對角化

（三） 關于恢復的討論

（四） 無約束恢復

（五） 有約束恢復

（六） 交互式恢復

二、 考核要求

（一） 退化及噪聲

1． 識記：（1）信噪比的定義。

（2）幾種常見噪聲來源。

2． 領會：（1）幾種噪聲概率密度函數的表示形式，包括高斯噪聲、均勻噪聲和脈沖（椒鹽）噪聲。

（二） 退化模型和對角化

1． 識記：（1）圖像退化模型的描述，線性系統的幾個性質。

2． 領會：（1）退化模型矩陣的特點。

（2）輪換矩陣對角化的表示方法。

（3）退化模型對角化的表示方法。

3． 應用：（1）利用退化模型恢復原始圖像的具體矩陣表示。

（2）退化模型的計算。

（2）輪換矩陣對角化的計算。

（三） 關于恢復的討論

1． 識記：（1）存在誤差（尤其是加性噪聲）時圖像的恢復公式。

（2）幾種實恢復函數的確定。

2． 應用：（1）無約束和有約束恢復的向量表示法。

（四） 無約束恢復

1． 識記：（1）逆濾波的定義與數學描述。

2． 領會：（1）逆濾波的物理意義。

3． 應用：（1）采用逆濾波技術進行圖像恢復。

（2）根據已知條件消除勻速直線運動造成的模糊。

（五） 有約束恢復

1． 識記：（1）維納濾波的基本概念，它是一種最小均方誤差濾波器。

（2）相關矩陣的特點。

2． 領會：（1）逆濾波恢復和維納濾波恢復結果的對比。

（2）維納濾波與有約束最小平方濾波結果的對比。

3． 應用：（1）滿足給定約束條件時最優解的向量表示。

（2）有約束最小平方恢復過程的具體運用。

（六） 交互式恢復

1． 識記：（1）消除圖像中正弦干擾的基本方法。

2．領會：（1）正交式恢復消除正弦干擾的數學描述。

第九章 圖像重建

一、 考核知識點

（一） 投影重建概述

（二） 傅里葉反變換重建

（三） 逆投影重建

（四） 級數展開重建

（五） 綜合重建方法

（六） 離散周期重建

二、 考核要求

（一） 投影重建概述

1． 識記：（1）投影重建的主要方式，包括透射斷層成象、發射斷層成象、反射斷層成象、磁共振成象等。

2． 領會：（1）投影重建的基本原理。

（二） 傅里葉反變換重建

1． 識記：（1）傅里葉反變換重建的基本步驟和定義。

（2）傅里葉變換投影定理的數學描述。

（3）傅里葉反變換重建公式。

2． 領會：（1）傅里葉反變換重建的基本原理。

（三） 逆投影重建

1． 識記：（1）卷積逆投影重建的主要方法，包括連續公式推導、離散計算和扇束投影重建。

（2）其他逆投影重建，包括逆投影濾波、濾波逆投影。

2． 領會：（1）逆投影重建的基本原理。

3． 應用：（1）卷積逆投影重建法的具體應用。

（四） 級數展開重建

1． 識記：（1）級數展開重建基本概念和特點。

（2）無松弛的代數重建技術。

（3）松弛的代數重建技術。

（五） 綜合重建方法

1． 識記：（1）綜合重建方法的具體應用，如迭代變換法、迭代重建投影、角諧函數法和正弦多項式展開等。

（六） 離散周期重建

1． 識記：（1）圖像離散形式。

（2）離散周期Radon變換公式。

（3）離散周期Radon反變換公式。

第十章 典型圖像變換

一、 考核知識點

（一） Gabor變換

（二） 哈爾變換

（三） 霍特林變換

二、 考核要求

（一） Gabor變換

1． 識記：（1）短時傅里葉變換定義。

（2）連續Gabor變換定義。

（3）離散Gabor變換定義。

2． 領會：（1）短時傅里葉變換和Gabor變換的特點。

（二） 哈爾變換

1． 識記：（1）哈爾函數的定義。

（2）哈爾變換的定義。

2． 應用：（1）哈爾函數的計算。

（三） 霍特林變換

1． 識記：（1）霍特林變換定義。

2． 應用：（1）霍特林變換中特征值的計算。

第十一章 圖像編碼基礎

一、 考核知識點

（一） 圖像編碼基本概念

（二） 圖像編碼基礎理論

（三） LZW編碼

（四） 變長編碼

（五） 位平面編碼

二、 考核要求

（一） 圖像編碼基本概念

1． 識記：（1）數據冗余的概念，包括編碼冗余、像素間冗余和心理視覺冗余。

（2）圖像保真度和圖像質量，包括客觀保真度準則和主觀保真度準則。

（3）圖像編碼模型，包括通用編碼系統模型、信源編解碼器和信道編解碼器。

（二） 圖像編碼基礎理論

1． 識記：（1）信息論基礎，包括信息測量、信息量單位（熵）、自信息、互信息、信道容量等概念。

（2）無失真編碼定理。

（3）有失真信源編碼定理。

2． 領會：（1）信息量和互信息的含義。

（2）兩種信源編碼定理的含義。

3． 應用：（1）信息量、互信息的計算。

（2）率失真函數的計算。

（三） LZW編碼

1． 識記：（1）LZW編碼的基本思路和特點。

2． 應用：（1）采用LZW編碼方法進行信源編碼。

（四） 變長編碼

1． 識記：（1）變長編碼或熵編碼的基本概念。

（2）哈夫曼編碼方法、包括最優哈夫曼編碼和亞最優哈夫曼編碼。

（3）香農-法諾編碼方法。

（4）算術編碼方法。

（5）變長編碼的特性，包括即時碼、唯一碼。

2． 領會：（1）哈夫曼編碼基本原理。

（2）香農-法諾編碼基本原理。

（3）算術編碼基本原理。

3． 應用：（1）采用哈夫曼編碼方法進行信源編碼。

（2）采用算術編碼方法進行信源編碼。

（五） 位平面編碼

1． 識記：（1）位平面分解，包括二值分解和灰度碼分解。

（2）位平面編碼，包括常數塊編碼、1-D游程編碼和2-D游程編碼。

2． 領會：（1）各種位平面編碼方法和它們之間的差異。

第十二章 圖像編碼方法

一、 考核知識點

（一） 預測編碼

（二） 變換編碼

二、 考核要求

（一） 預測編碼

1． 識記：（1）無損預測編碼的基本概念。

（2）有損預測編碼的基本概念，包括編碼系統框圖、DM編碼、DPCM編碼、最優預測和最優量化等。

2． 領會：（1）無損預測編碼的基本原理。

（2）有損預測編碼的基本原理。

（3）有損預測編碼中的最優預測和最優量化。

3． 應用：（1）采用DM編碼、DPCM編碼方法進行預測編碼。

（2）有損預測編碼中的最優預測系數和最優量化電平的確定。

（二） 變換編碼

1． 識記：（1）變換編碼系統基本原理和系統框圖。

（2）變換編碼基本步驟，包括子圖像尺寸選擇、變換選擇和比特分配方法。

（3）重建均方誤差。

2． 領會：（1）變換編碼基本原理。

（2）子圖像尺寸對編碼系統的影響。

（2）常見變換在編碼中的特點，變換選擇對編碼系統的影響。

3． 應用：（1）采用DCT變換進行信源編碼。

第十三章 圖像國際標準

一、 考核知識點

（一） 國際標準

（二） 二值圖像壓縮國際標準

（三） 靜止圖像壓縮國際標準

（四） 運動圖像壓縮國際標準

（五） 多媒體國際標準

二、 考核要求

（一） 國際標準

1． 識記：（1）圖像壓縮編碼國際標準的基本分類。

（二） 二值圖像壓縮國際標準

1． 識記：（1）二值圖像壓縮的常用標準介紹，包括G3和G4還有JBIG。

（三） 靜止圖像壓縮國際標準

1． 識記：（1）靜止圖像壓縮標準介紹，包括JPEG和JPEG2000。

2． 領會：（1）JPEG基本系統的組成與編碼器的實現原理。

（四） 運動圖像壓縮國際標準

1． 識記：（1）運動圖像壓縮標準介紹，包括Motion JPEG、H.261，MPEG1、 MPEG2、MPEG4和H.264/AVC等。

2． 領會：（1）H.261基本系統的組成與編碼器的實現原理。

（五） 多媒體國際標準

1． 識記：（1）多媒體國際標準介紹，包括MPEG7和 MPEG21。

Ⅲ 有關說明和實施要求

為了使本大綱的規定在個人自學、社會助學和考試命題中得到貫徹和落實，茲對有關問題說明如下。并進而提出實施要求。

一、關于考核目標的說明

為使考核內容具體化和考試要求標準化，本大綱在列出考試內容的基礎，對各章規定了考核目標，使自學應考者能夠進一步明確考試內容和要求，更有目的地系統學習教材．，使社會助學者能夠更全面地有針對性地分層次進行輔導，使考試命題能夠更加明確命題范圍，更準確地安排試題的知識能力層次的難易度。

本大綱在考核目標中，按照識記、領會、應用三個層次規定其應達到的能力層次要求。三個能力層次是遞進等級關系，各能力層次的含義是：

識記：能知道有關的名詞、概念、知識的意義，并能正確認知和表述。

領會：在識記的基礎上，能全面地把握基本概念，基本規范，基本方法，能掌握有關概念、規范、方法和區別與聯系，并內化成自己實際工作的能力。

應用：在識記和領會的基礎上，能對問題進行正確的闡述和分析計算，能運用所學知識處理和解決實際問題。

二、自學教材

《語音信號處理（第四版）》，胡航編著，哈爾濱工業大學出版社，2009年；

《圖象工程(上冊)圖像處理》，章毓晉編著，清華大學出版社，2005年。

三、自學方法指導

1、在全面系統學習的基礎上掌握基本概念、基本知識、基本方法和技巧。本課程內容涉及語音信號處理和數字圖象處理兩大部分的各個方面。知識、范圍比較廣泛，自

學者應首先全面系統地學習各章，深刻領會語音和圖象信號處理的一般理論，其次，應當識記語音和圖象信號處理的基本概念、基本知識、具體問題的基本分析方法和技巧，同時注意各部分內容之間的聯系，然后，在全面系統的基礎上掌握重點，有目的地深入學習重點章節，但切忌在沒有了解全貌的情況下孤立地去抓重點，押題目。

2、要把學習語音和圖象信號處理的基本理論和分析具體問題結合起來自學，自學應考者應該懂得，語音和圖象信號處理這門課是一門理論性與實踐性都很強的課程，在學習中切忌死記硬背，而應當把課程內容與具體問題聯系起來，力求能夠運用所學基本理論知識進行語音和圖象信號的實際分析與處理，以增強感性認識，更深刻地領會教材內容，將知識內化為自身的素質，和能力，以提高自己分析解決語音和圖象方面問題的能力。

四、對社會助學的要求

1、社會助學者應根據本大綱規定的。考試內容和考核目標，認真鉆研指定教材，明確本課程與其他課程不同的特點和學習要求，對自學應考者進行切實有效的輔導，引導他們防止自學中的各種偏向，把握社會助學的正確方向。

2、要正確處理基本知識的應用能力的關系，努力引導自學應考者將識記、須會同應用聯系起來，把基本知識轉化為實際工作能力，在輔導的基礎上，著重培養和提高自學應考者的素質和思想水平。

3、要正確處理重點和一般的關系。課程內容有重點與一般之分，但考試內容是全面的，而且重點與一般是相互影響的，不是截然分開的．社會助學者應指導自學應考者全面系統地學習教材，掌握全部考試內容和考試知識點，在此基礎上再突出重點．總之，要把重點學習同兼顧一般結合起來，切勿孤立地抓重點，把自學應考者引向猜題押題。

五、關子命題考試的若干要求

1、本課程的命題考試，應根據本大綱所規定的考試內容和考試目標來確定范圍和考核要求，不要任意擴大和縮小考試范圍，提高或降低考核要求．，考試命題覆蓋到各章，并適當突出重點章節。體現本課程的重點內容。

2、試題要合理安排難度結構．難易可分為易，較易，較難、難四個等級，每份試卷中，不同難易試題的分數比例、一般為，易占20％，較易占30％，較難占30％，難占20％。必須注意，試題的難易程度與能力層次不是一個概念，在各能力層次中都會存在不同難度的問題，切勿混淆。

3、本課程考試試卷可能采用的題型有：單項選擇題、填空題、名詞解釋、簡答題和計算題。各種題型的具體樣式參見本大綱附錄。

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