大学信息技术基础

陈琼 刘必雄 李丽珊 陈细妹 刘秀玲 敖永霞 廖世涛

目录

  • 1 信息技术与计算科学
    • 1.1 信息与信息技术
    • 1.2 信息的度量
    • 1.3 计算与计算科学
    • 1.4 数制及其转换
    • 1.5 计算机的信息表示与编码
    • 1.6 第一单元测验
  • 2 计算机硬件系统
    • 2.1 计算机发展史
    • 2.2 微机系统组成
    • 2.3 CPU和内存
    • 2.4 外部设备
    • 2.5 第二单元测验
  • 3 计算机软件系统
    • 3.1 软件的定义及发展史
    • 3.2 操作系统
      • 3.2.1 操作系统的定义及发展
      • 3.2.2 操作系统的功能
      • 3.2.3 常用的操作系统
    • 3.3 第三单元测验
  • 4 多媒体技术基础
    • 4.1 多媒体的概念
    • 4.2 模拟信号的数字化过程
    • 4.3 音频信号处理
    • 4.4 图像信息处理(上、中、下)
    • 4.5 视频信息处理
    • 4.6 第四单元测验
  • 5 数据库概论
    • 5.1 数据库与数据库管理系统
    • 5.2 数据模型
    • 5.3 关系模型
    • 5.4 数据库的设计
    • 5.5 第五单元测验
  • 6 算法、程序与问题求解方法
    • 6.1 问题求解方法(上、下)
    • 6.2 算法与程序设计
    • 6.3 程序设计的一般过程
    • 6.4 第六单元测验
  • 7 通信与网络技术
    • 7.1 网络传输介质
    • 7.2 网络拓扑结构
    • 7.3 通信模型与信道容量
    • 7.4 网络协议
    • 7.5 IP地址和DNS域名系统
    • 7.6 第七单元测验
  • 8 信息系统安全
    • 8.1 信息系统安全架构
    • 8.2 个人信息安全防护(一、二)
    • 8.3 数据加密技术(一、二)
    • 8.4 大数据时代的信息安全隐患
    • 8.5 第八单元测验
音频信号处理












音频数字化过程

每隔一定时间间隔采集一个声音的幅度值。  


     

采样频率fs:1秒钟采集样本的次数

采样定理:   fs >= 2fmax

将采样得到的连续的样本值转换成离散值。


量化等级:音频幅度划分的等级个数

量化位数:获得量化等级需要的二进制位数:

      2量化位数=量化等级

按照一定规则,把量化后的十进制的样本值用二进制表示出来。


常用的声音编码格式有:WAV、CD-DA、MP3、WMA、AIF等。

声音文件的存储容量

每秒钟声音的数据量(字节)=采样频率×量化位数×声道数/8







语音识别技术和语音合成技术是实现人机语音通信,建立一个有听和讲能力的口语系统所必需的两项关键技术。

一、语音识别技术

语音识别技术是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入,例如按键、二进制编码或者字符序列,它所涉及的领域包括:信号处理模式识别概率论信息论、发声机理和听觉机理、人工智能等等。

1920年代生产的"Radio Rex"玩具狗可能是最早的语音识别器,当这只狗的名字被呼唤的时候,它能够从底座上弹出来。最早的基于电子计算机的语音识别系统是由AT&T贝尔实验室开发的Audrey语音识别系统,它能够识别10个英文数字。其识别方法是跟踪语音中的共振峰。该系统得到了98%的正确率。到1950年代末,伦敦学院(College of London)Denes已经将语法概率加入语音识别中。

语音识别技术的应用包括语音拨号、语音导航、室内设备控制、语音文档检索、简单的听写数据录入等。语音识别技术与其他自然语言处理技术如机器翻译及语音合成技术相结合,可以构建出更加复杂的应用,例如语音到语音的翻译。


目前智能手机上的语音识别技术除了能进行语音拨号之外,还可以进行语音转文字、翻译等工作。例如iPhoneDragon Dictation的应用程序可以让用户通过语音记笔记和发送电子邮件、更新Twitter黑莓上也有类似功能的应用,如Dragon for Email;Android手机自带的语音识别软件可以帮助用户通过语音发送短信。 

二、语音合成技术

语音合成技术通过机械的、电子的方法产生人造语音的技术。这种技术能将任意文字信息实时转化为标准流畅的语音朗读出来,使得机器能像人一样说话。它涉及声学、语言学、数字信号处理、计算机科学等多个学科技术

语音合成技术的研究已有两百多年的历史,但真正具有实用意义的近代语音合成技术是随着计算机技术和数字信号处理技术的发展而发展起来的,主要是让计算机能够产生高清晰度、高自然度的连续语音。在语音合成技术的发展过程中,早期的研究主要是采用参数合成方法,后来随着计算机技术的发展又出现了波形拼接的合成方法。