小波分析是一门新兴理论，它克服了传统Fourier分析的不足，在时域和频域都具有良好的局部化特性，在信号处理、图像处理、语音分析等领域有重要的应用价值。 本文详细阐述了小波理论的基本知识，研究了小波分析在语音信号处理中的应用，提出了一种基于复解析小波变换的语音信号包络提取的新方法，它克服了传统的Hilbert变换在提取信号包络中的缺陷；把小波变换和小波包变换相结合来对语音信号进行频带的划分，这种划分方法与人耳的临界频带相似，并结合位分配技术提出了一种低码速率语音编码算法，经过仿真实验证明这种算法具有应用范围广、音质好、无人工噪声等优点，优于LPC算法；最后研究了在数字语音信号中加入数字水印的方法，利用小波变换在信号处理中的优势，提出了一种基于小波变换的数字水印隐藏与检测算法，这种算法可以最大限度的隐藏水印而不被觉察到，仿真实验的结果表明此算法简单，复杂度低，而且对对各种信号处理的具有很强的鲁棒性。