Articulation and Intelligibility (Synthesis Lectures on Speech and Audio Processing) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Morgan & Claypool Publishers

作者:Jont B. Allen

出品人:

页数:140

译者:

出版时间:2005-09-15

价格:USD 35.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781598290080

丛书系列:

图书标签:

Speech articulation
Speech intelligibility
Speech processing
Audio processing
Phonetics
Phonology
Linguistics
Communication disorders
Speech science
Acoustic phonetics

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具体描述

Immediately following the Second World War, between 1947 and 1955, several classic papers quantified the fundamentals of human speech information processing and recognition. In 1947 French and Steinberg published their classic study on the articulation index. In 1948 Claude Shannon published his famous work on the theory of information. In 1950 Fletcher and Galt published their theory of the articulation index, a theory that Fletcher had worked on for 30 years, which integrated his classic works on loudness and speech perception with models of speech intelligibility. In 1951 George Miller then wrote the first book Language and Communication, analyzing human speech communication with Claude Shannon's just published theory of information. Finally in 1955 George Miller published the first extensive analysis of phone decoding, in the form of confusion matrices, as a function of the speech-to-noise ratio. This work extended the Bell Labs' speech articulation studies with ideas from Shannon's Information theory. Both Miller and Fletcher showed that speech, as a code, is incredibly robust to mangling distortions of filtering and noise. It is my belief (i.e., assumption) that we can analyze speech intelligibility with the scientific method. The quantitative analysis of speech intelligibility requires both science and art. The scientific component requires an error analysis of spoken communication, which depends critically on the use of statistics, information theory, and psychophysical methods. The artistic component depends on knowing how to restrict the problem in such a way that progress may be made. It is critical to tease out the relevant from the irrelevant and dig for the key issues.This will focus us on the decoding of nonsense phonemes with no visual component, which have been mangled by filtering and noise.

图书简介：书名：语言的界限与表达的清晰度 (Synthesis Lectures on Speech and Audio Processing) 内容概述：本书深入探讨了人类语言系统中，声音的精确构造如何影响信息的可理解性。我们聚焦于语音学、音系学以及听觉科学的交叉领域，旨在剖析从喉部振动到大脑感知之间复杂而精妙的转化过程。这不是一本仅仅罗列发音规则的教科书，而是对“清晰度”这一核心概念进行多维度、跨学科的系统性研究。第一部分：基础与构建块——语音的物理本质本书的开篇将语言的物理基础置于核心地位。我们首先细致考察了人类发声器官的结构与功能，包括声带的周期性振动、声道（口腔、鼻腔、咽部）的形状变化，以及如何通过调节这些器官产生不同的音素。音位学与音素的生成：我们将详细分析国际音标（IPA）体系所涵盖的辅音和元音，不仅仅停留在描述其发音位置和方式（如浊音/清音、塞音/摩擦音），更深入探讨不同语言中这些特征的音系功能。重点关注的是，一个音素的实现如何受到其上下文环境的影响，即“同位异音”现象的产生机制及其对识别度的贡献。超音段特征的驱动力：语调（Pitch）、重音（Stress）和节奏（Rhythm）是构成清晰表达的无形支柱。本章将从声学角度解析这些特征的物理表现（如基频变化、时长分配），并探讨它们在语篇层面上传递的语义和情感信息。特别关注，在快速或嘈杂的环境中，超音段特征如何成为区分语义差异的关键线索。第二部分：可理解性的障碍与挑战清晰的传达并非总是理所当然。本部分着重剖析在何种条件下，语音的完整性会受到损害，以及这些损害如何影响听者的理解效率。失真与噪声的鲁棒性分析：我们将检视各种常见的语音降级因素，包括环境噪声（如背景喧哗、混响）、信道失真（如低质量传输、压缩伪像）以及说话人自身的生理限制（如口吃、口音）。研究的重点在于建立一个模型，量化不同类型失真对语音清晰度的衰减程度。口音与方言的系统性考察：探讨不同地域和社交群体间的语音变异。这部分将区分“可理解性”与“标准化”，分析非母语者口音或地方方言中，哪些声学差异是无害的，哪些是导致沟通障碍的关键因素。通过对比不同口音下的关键区分特征（Distinctive Features）的实现，我们力求提供一套客观评估口音对听觉负荷影响的指标。病理语音的声学特征：考察神经系统疾病、声带损伤或其他生理障碍如何系统性地改变语音的频谱和时间结构，进而影响其可懂性。第三部分：听觉感知与认知解码语音的最终“抵达”发生在大脑中。本部分转向听觉科学，考察听者如何处理和解释接收到的声波信号，以重建说话者的意图。从信号到感知：听觉处理模型：我们将回顾当前主流的语音感知理论，例如特征检测理论和基于模板匹配的模型。重点解析听者如何在瞬息万变的声学输入中，快速地从“噪音”中分离出具有语言意义的特征。听觉冗余与信息熵：语言交流中存在大量的冗余，这在一定程度上是确保信息在复杂环境中仍能被理解的“安全网”。本书将量化这种冗余，并探讨在不同认知负荷下，冗余对提高接收效率的作用。反之，当冗余度过低（如极度简化的信号），听觉识别的阈值如何急剧上升。上下文与预测机制：听者并非被动接收者。我们分析认知心理学研究如何揭示，先前的言语信息、对说话人的预期，乃至对主题的背景知识，如何积极地塑造和修正对当前接收到的声学信号的解码过程。理解这种自上而下的处理机制，对于设计提高清晰度的技术至关重要。第四部分：工程应用与未来方向基于前述的理论和实证基础，本书的最后部分将目光投向实际应用，特别是信号处理和人机交互领域。语音增强与清晰度恢复技术：检视现代数字信号处理技术（如谱减法、波束形成、深度学习模型）如何被用来“净化”受损的语音信号。讨论的关键在于，这些技术在多大程度上能够恢复“自然清晰度”，而非仅仅提高可懂度的技术指标（如信噪比）。可懂度度量学的演进：深入批判当前常用的客观可懂度指标（如PESQ, STOI等）的局限性，并倡导更贴近人类听觉体验的主观评估方法。提出一套更全面的评估框架，该框架必须同时考虑声学保真度、韵律的自然度以及语义的准确性。面向未来的交互设计：展望在极端环境（如水下通讯、高噪声工业场所）以及多模态交互（结合视觉线索）中，如何根据本研究的发现来设计出更具韧性和高清晰度的通信系统。本书面向语音科学、信号处理、认知心理学以及语言学领域的高级研究人员和专业工程师，旨在提供一个全面、深入且跨越传统学科界限的视角，以理解和优化人类最根本的交流能力——清晰的发音与准确的理解。