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Gammatone滤波器组：性质、实现和应用
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长街旧港00
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终于放假有空写点东西。虽然这和C语言没什么关系，反正这里人多我就在这投了，趁着离贴吧实名制还有些时日，在我匿之前发点东西上来还能混个精。@寒云似雾

这次我事先写好了：https://github.com/Sleepwalking/prometheus-spark/blob/master/writings/gtfb_properties_implementation_application.md，markdown+TeX，不过发在那种地方估计也没人会去看……
对一般不做语音识别的应该也没什么用，大概也就相关领域的研狗用得上？于是有了这个奇怪的标题前缀。

照惯例一楼是不是得有个图？

本文是一篇对Gammatone滤波器组(Gammatone Filter Bank)的介绍，总结了此主题下的几篇重要论文(Darling-1991, Slaney-1993, Ellis-2009, 见末尾的引用部分)。

0. 前言

0.1 Gammatone滤波器组是干什么的？
一种在语音识别、语音分析领域中常用的时频转换方法，作用类似短时傅立叶变换(STFT)，但Gammatone滤波器组(以下简称GTF滤波器组)结合了人耳的听觉特性。它是一种听觉滤波器组(Auditory Filter Bank)。基于GTF的语音识别系统能获得较高的准确度。

0.2 这篇文章有什么用？
本文主要是因为网上鲜有此类总结性的文章而写。省略了繁杂的推导，着重于应用。如果你在做语音科学或音频处理方面的研究，但愿本文能帮你节省一些读论文的时间。

0.3 学习这篇文章需要哪些基础知识？
这篇文章并不是面向大众的科普，然而个人完全能够从网络上习得这些基础知识：

需要数字信号处理(DSP)基础，我个人推荐Coursera上EPFL的DSP课(https://www.coursera.org/course/dsp)，或者CCRMA的Spectral Audio Signal Processing(https://ccrma.stanford.edu/~jos/sasp/)一书；
最好会使用Matlab或Octave；
最好掌握一些单变量微积分；
最好了解一些音频处理，会很有帮助(例如Coursera上UPF的ASPMA课(https://www.coursera.org/course/audio))。

0.4 声明
作者本人买不起Matlab，所以这篇文章中所有的Matlab代码都是在GNU Octave(http://www.gnu.org/software/octave/)上测试运行的，本人不保证代码不经修改即可在Matlab上执行。
1. 概念 - 什么是滤波器组？

顾名思义，一个滤波器组(Filter Bank)就是一组(n个)滤波器，对同一个信号进行滤波，输出n个同步的信号。我们可以给每个滤波器指定不同的响应函数、中心频率、增益、带宽。

假如一个滤波器组中各个滤波器的频率按升序排列，各集中在不同的频率，且滤波器数量足够多，我们可以计算出在不同时间的各个输出信号的短时能量，画成一串功率频谱(Power Spectrum)，或连起来成为声谱图(Spectrogram)。

楼主 2016-03-25 13:20 回复

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