سیگنال صوتی (Audio Signal / Speech Signal)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع سیگنال ها (Signal) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سیگنال صوتی (Audio Signal / Speech Signal) :
تعریف: سیگنال صوتی (audio) به سیگنالی گفته می شود که نوسانات فشار هوا (صدا) را نشان می دهد و توسط گوش انسان قابل شنیدن است. محدوده فرکانسی شنوایی انسان حدود ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز است.
انواع سیگنال صوتی: گفتار (speech)، موسیقی (music)، صداهای محیطی (صدای باران، باد، پرندگان)، و افکت های صوتی.
سیگنال گفتار (speech signal): سیگنال تولیدشده توسط دستگاه صوتی انسان برای برقراری ارتباط کلامی. گفتار شامل واکه ها (vowels) که تقریبا دوره ای هستند و همخوان ها (consonants) که غیردوره ای هستند، می باشد.
ویژگی های گفتار: گفتار یک سیگنال نامانا (non-stationary) است، اما می توان آن را به فریم های کوتاه (۲۰-۳۰ میلی ثانیه) تقسیم کرد و در هر فریم آن را تقریبا مانا در نظر گرفت. فرمنت ها (formants) فرکانس های تشدید در گفتار هستند.
سیگنال موسیقی (music signal): سیگنال پیچیده تری که شامل نت های موسیقی با هارمونیک های متعدد و سازهای مختلف است. موسیقی می تواند شامل بخش های دوره ای (نت) و غیردوره ای (ضربات درام) باشد.
نمونه برداری صدا: برای دیجیتال کردن صدا، از نرخ نمونه برداری حداقل ۴۰ کیلوهرتز استفاده می شود (مثلا ۴۴.۱ کیلوهرتز در CD). تعداد بیت ها معمولا ۱۶ بیت یا ۲۴ بیت است.
فرمت های فایل صوتی: فرمت های بدون اتلاف مانند WAV، FLAC، و فرمت های با اتلاف مانند MP3، AAC.
پردازش سیگنال صوتی: کاربردهای متعددی دارد: کاهش نویز، فشرده سازی، بهبود کیفیت، تشخیص گفتار، شناسایی گوینده، استخراج زیروبمی (pitch)، و سنتز گفتار.
مدل سازی گفتار: مدل منبع-فیلتر (source-filter model) برای تولید گفتار: منبع (تارهای صوتی) تولید پالس های دوره ای یا نویز می کند و فیلتر (مجاری صوتی) آن را شکل می دهد.
کاربرد در پزشکی: تحلیل سیگنال صوتی برای تشخیص بیماری های صوتی (مثل گرفتگی صدا) و نیز در گوشی پزشکی (سمعک) برای شنیدن صداهای قلب و ریه.
مثال عملی: فایل MP3 یک آهنگ، شامل سیگنال صوتی فشرده شده است که توسط نرم افزار پخش کننده، دیکد و به بلندگو فرستاده می شود.
جمع بندی: سیگنال های صوتی مهم ترین سیگنال ها برای ارتباط انسانی و سرگرمی هستند. پردازش آنها حوزه وسیعی از علم را تشکیل می دهد.
