fpga实现音频预加重(pre-emphasis)滤波器

1预加重滤波器的作用
在语音信号中,声门波激励和口鼻辐射效应共同导致语音信号的高频分量能量要比低频分量弱。预加重(Pre-emphasis)的目的就是:
1 .提升高频分量,平衡语音频谱,使得高频特征更加明显,便于后续的特征提取(如MFCC)。
2.消除发声过程中口唇辐射的影响。
3.在一定程度上抑制工频干扰。
2 预加重滤波器的使用场景
- 语音识别前端处理
作用:这是预加重最经典和最重要的应用。
平衡频谱:语音信号在产生过程中受到声门脉冲和口唇辐射的影响,天然具有大约-6dB/倍频程的高频衰减。预加重通过+6dB/倍频程的提升来补偿这种衰减,使频谱变得平坦。
提升高频特征:清辅音(如/s/、/f/、/th/)包含重要的高频信息但能量较弱,预加重能增强这些关键特征,提高识别准确率。
改善信噪比:在某种程度上抑制低频噪声干扰。 - 语音编码
在CELP、ACELP等线性预测编码中,预加重使信号频谱平坦化,提高线性预测的准确性。
减少量化误差,提高编码效率。 - 语音增强与降噪
提升语音高频分量,使其在背景噪声中更加突出。
配合后续的频谱减法等算法,获得更好的降噪效果。 - 音频录制与重放系统
磁带录音系统(历史经典应用):
录制时预加重:提升高频信号,克服磁带本底噪声(主要是高频噪
