基于matlab语音信号处理1
基于MATLAB的语音信号分析与处理的实验报告
基于MA TLAB的语音信号分析与处理的实验报告数字信号课程设计,屌丝们有福了一.实验目的数字信号课程设计,屌丝们有福了综合计运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计,通过理论推导得出相应的结论,培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。
并利用MATLAB作为工具进行实现,从而复习巩固课堂所学的理论知识,提高对所学知识的综合应用能力,并从实践上初步实现对数字信号的处理。
此外,还系统的学习和实现对语音信号处理的整体过程,从语音信号的采集到分析、处理、频谱分析、显示和储存。
二.实验的基本要求数字信号课程设计,屌丝们有福了1.进一步学习和巩固MATLAB的使用,掌握MATLAB的程序设计方法。
2.掌握在windows环境下语音信号采集的方法。
3.掌握数字信号处理的基本概念、基本理论、原理和基本方法。
4.掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法。
5.学会用MATLAB对信号进行分析和处理。
三.实验内容录制一段自己的语音信号,(语音信号声音可以理解成由振幅和相位随时间缓慢变化的正弦波构成。
人的听觉对声音的感觉特征主要包含在振幅信息中,相位信息一般不起作用。
在研究声音的性质时,往往把时域信息(波形图)变换得到它的频域信息(频谱),通过研究频谱和与频谱相关联的特征获得声音的特性。
)并对录制的信号进行采样;画出采样后语音信号的时域波形和频谱图;给定滤波器的性能指标,采用窗函数法或者双线性变换设计滤波器,并画出滤波器的频率响应;然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波,画出滤波后信号的时域波形和频谱,并对滤波前后的信号进行对比,分析信号发生的变化;回放语音信号。
数字信号课程设计,屌丝们有福了四.实验的实现(1).语音信号的采集采用windows下的录音机或者手机、其他的软件,录制一段自己的话音,时间控制在一分钟左右;然后在MATLAB软件平台下,利用函数wavread对自己的话音进行采样,记住采样的频率和采样的点数。
基于MATLAB的个人语音信号处理
目录一、实验目的 (1)二、实验原理 (1)三、.主要实验仪器及材料 (1)四.掌握要点 (1)五、实验内容 (1)六、语音信号的采集 (1)七、语音信号的频谱分析 (3)八、FIR滤波器的分析与设计 (4)1、窗函数法设计FIR滤波器 (4)2、程序设计及流程图 (5)3、输出结果仿真 (6)4、程序设计及流程图(FIR高通滤波器) (6)5、输出结果仿真 (7)九、声音信号的滤波 (7)十、对信号进行滤波的流程 (8)十一、对信号进行滤波的仿真 (8)1、滤波前后的时域对比 (9)2、滤波前后的频域对比 (10)十二、总结及心得体会 (10)附录:(声音信号的滤波部分程序) (11)参考文献 (14)一、实验目的综合运用数字信号处理课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计,通过理论推导得出相应结论,并进行计算机仿真,从而复习巩固了课堂所学的理论知识,提高了对所学知识的综合应用能力。
二、实验原理参考《数字信号处理》教材。
三、.主要实验仪器及材料微型计算机、Matlab6.5 教学版、TC 编程环境。
四.掌握要点初步掌握实现了对数字信号的处理。
五、实验内容(1)录制一段个人自己的语音信号,并对录制的信号进行采样,对采样后的语音信号进行频谱分析;给定滤波器的性能指标,采用窗函数法和双线性变换设计滤波器,得出滤波器的频率响应;然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波,得出滤波后信号的时域波形和频谱,并对滤波前后的信号进行对比,分析信号的变化;回放语音信号。
六、语音信号的采集首先利用Windows下的录音机,录制一段自己的话音,时间在1 s内,存为文件:music.wav。
然后在MATLAB软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记下采样频率和采样点数为:PCM 44.100 kHz, 16 位。
通过wavread函数的使用,我们能很快理解采样频率、采样位数等概念。
利用函数wavread对语音信号的采集的程序如下:close all;i=1;[x,fs,bits]=wavread('music.wav'); %x:语音数据;fs:采样频率;bits:采样点数sound(x,fs,bits); %话音回放N=length(x);n=0:N-1;figure(i);subplot(2,1,1);plot(n,x); %画出原始语音信号的波形xlabel('n');ylabel('x(n)');title('原始语音信号');subplot(2,1,2);[H,f]=freqz(x,1,512,fs);plot(f,20*log10(abs(H))); %画出原始语音信号的频谱xlabel('n');ylabel('x(n)');title('原始语音信号的频谱');文件名ywavread运行结果:fs = 22.050 kHzbits =16图1 原始语音信号及其频谱七、语音信号的频谱分析先画出语音信号的时域波形,然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性。
基于matlab的语音信号处理
数字信号处理设计报告题目:基于Matlab的语音信号处理系别信息工程学院专业班级通信工程1342学生姓名范泉指导教师吉李满提交日期 2016年6月 10日摘要数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。
因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域,这通常通过模数转换器实现。
而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域,这是通过数模转换器实现的。
数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)等。
数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点,这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。
本设计的具体内容是基于MATLAB的语音信号处理,核心算法是离散傅立叶变换(DFT),是DFT使信号在数字域和频域都实现了离散化,从而可以用通用计算机处理离散信号。
然后添加噪声信号,选用合适的滤波器对噪声信号进行滤除,使数字信号处理从理论走向实用。
MATLAB功能强大,可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
用MATLAB来解算问题要比用其他语言简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++ ,JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。
关键词:数字信号处理器;离散傅立叶变换;MATLAB目录第一章绪论 11.1课题研究的目的 11.2课题研究的意义和现状 11.2.1课题研究的意义 11.2.2课题研究的现状 1第二章课题研究方案的确定 32.1概要设计 32.1.1主要工作 32.1.2研究步骤 32.2方案选择 32.2.1运行的环境 32.2.2总体方案 4第三章课题研究内容 53.1 Matlab简单介绍 53.2语音信号的采样理论依据 53.2.1采样频率 53.2.2采样位数 53.2.3采样定理 63.3语音信号的采集 63.4设计数字滤波器 63.4.1数字滤波器设计的基本思路 63.4.2 IIR数字滤波器概述 63.4.3 FIR数字滤波器概述 73.4.4 FIR数字滤波器和IIR数字滤波器比较 7 3.4.5低通高通及带通滤波器 73.5程序流程图 8第四章软件仿真调试结果分析 94.1语音信号的时频分析 94.2语音信号加噪与频谱分析 104.3滤波器的设计 124.3.1设计FIR滤波器 124.3.2设计IIR滤波器 124.3.3双线性变换法和窗函数法 124.4验证所设计的滤波器 134.5滤波 15第五章 GUI界面 175.1 GUI界面概述 175.2创建GUI界面 17第六章总结与展望 20参考文献 21附录I设计FIR和IIR数字滤波器 1附录II比较滤波前后语音信号的波形及频谱 7 附录III 源程序代码 16第一章绪论1.1课题研究的目的1.学会MATLAB的使用,掌握MATLAB的程序设计方法。
基于MATLAB的语音信号处理与识别系统设计与实现
基于MATLAB的语音信号处理与识别系统设计与实现一、引言语音信号处理与识别是人工智能领域中的重要研究方向之一,随着深度学习和人工智能技术的不断发展,基于MATLAB的语音信号处理与识别系统设计与实现变得越来越受到关注。
本文将介绍如何利用MATLAB进行语音信号处理与识别系统的设计与实现。
二、MATLAB在语音信号处理中的应用MATLAB作为一种强大的科学计算软件,提供了丰富的工具箱和函数库,可以方便地进行语音信号处理。
在语音信号处理中,MATLAB可以用于语音信号的采集、预处理、特征提取、模型训练等各个环节。
通过MATLAB提供的工具,可以高效地对语音信号进行分析和处理。
三、语音信号处理流程1. 语音信号采集在语音信号处理系统中,首先需要对语音信号进行采集。
通过MATLAB可以实现对声音的录制和采集,获取原始的语音信号数据。
2. 语音信号预处理采集到的语音信号数据通常包含噪声和杂音,需要进行预处理以提高后续处理的准确性。
预处理包括去噪、降噪、滤波等操作,可以有效地净化语音信号数据。
3. 特征提取在语音信号处理中,特征提取是一个关键步骤。
通过MATLAB可以提取出语音信号的频谱特征、时域特征等信息,为后续的模式识别和分类打下基础。
4. 模型训练与识别利用MATLAB可以构建各种机器学习模型和深度学习模型,对提取出的特征进行训练和识别。
通过模型训练,可以实现对不同语音信号的自动识别和分类。
四、基于MATLAB的语音信号处理与识别系统设计1. 系统架构设计基于MATLAB的语音信号处理与识别系统通常包括数据采集模块、预处理模块、特征提取模块、模型训练模块和识别模块。
这些模块相互配合,构成一个完整的系统架构。
2. 界面设计为了方便用户使用,可以在MATLAB中设计用户友好的界面,包括数据输入界面、参数设置界面、结果展示界面等。
良好的界面设计可以提升系统的易用性和用户体验。
五、基于MATLAB的语音信号处理与识别系统实现1. 数据准备首先需要准备好用于训练和测试的语音数据集,包括正样本和负样本。
基于MATLAB的语音信号的处理
第一章语音信号的特点与采集第一节语音信号采集的介绍在Matlab环境中,主要可以通过以下几种方法驱动声卡,采集语音信号:1.将声卡作为对象处理采集语音信号Matlab将声卡作为对象处理,其后的一切操作都不与硬件直接相关,而是通过对该对象的操作来作用于硬件设备(声卡)。
操作时首先要对声卡产生一个模拟输入对象(ai),给ai对象添加一个通道设置采样频率后,就可以启动设备对象,开始采集数据,采集完成后停止对象并删除对象。
2.调用wavrecord功能函数采集语音信号。
wavrecord功能函数只适用于windows95/98/N平台,它使用windows声音输入设备录制声音。
函数调用方式:wavrecord(N,fs,ch,nbits); N:采集的样本数据量; fs:样本采集频率,为8000Hz、11025Hz、22050Hz和44100Hz之一,默认值为11025Hz; ch:样本采集通道,1为单声道,2为双声道,默认值为1(单声道); nbits:每个样本的位数(或称解析度),‘double’、‘single’或‘int16’为16位,‘uint8’为8位;3.运用audiorecorder对象采集语音信号audiorecorder(fs,nbits,ch)可以创设一个audiorecorder对象。
fs:样本采集频率,为8000Hz、11025Hz、22050Hz和44100Hz之一,默认值为8000Hz; nbits:每个样本的位数,8位或16位,默认值为8位; ch:样本采集通道,1为单声道,2为双声道,默认值为1(单声道); audiorecorder对象创设后,就可以进行相应的录音、暂停、停止、播放以及数据读取等操作。
第二节语音信号的特点通过对大量语音信号的观察和分析发现,语音信号主要有下面两个特点:①在频域内,语音信号的频谱分量主要集中在300~3400Hz 的范围内。
利用这个特点,可以用一个防混迭的带通滤波器将此范围内的语音信号频率分量取出,然后按8kHz 的采样率对语音信号进行采样,就可以得到离散的语音信号。
MATLAB课程设计---基于MATLAB的语音信号处理
MATLAB课程设计---基于MATLAB的语音信号处理武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名:陈欢专业班级: 通信0902班指导教师:徐文君工作单位: 信息工程学院题目: 基于MATLAB的语音信号处理设计任务与要求:1、Matlab的基本运算(1) 极限的计算、微分的计算、积分的计算、级数的计算、求解代数方程、求解常微分方程;(2) 矩阵的最大值、最小值、均值、方差、转置、逆、行列式、特征值的计算、矩阵的相乘、右除、左除、幂运算;2、基于MATLAB的语音信号处理(1)完成语音信号的采集,利用windows自带的录音机或其他软件,录制一段午语音,时间在1s以内,并对信号进行采样,画出采样信号的时域和频域波、(2)要求用窗函数法和双线性变换法设计三种数字滤波器(3)用设计好滤波器的对语音信号进行滤波处理,画出处理后的时域和频域波形。
(4)对滤波前后的语音信号频谱进行对比,并对设计结果进行分析。
参考文献:1、易克初,田斌,付强.语音信号处理.北京:国防工业出版社,2000年2、贾永红.数字图像处理.武汉大学出版社,2003年9月时间安排:第16周安排任务,分组。
第17周设计仿真,撰写报告。
第18周完成设计,提交报告,答辩。
指导教师签名: 2011 年月日系主任(或责任教师)签名: 2011 年月日1武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书目录摘要 ..................................................................... .. (1)ABSTRACT ........................................................... ................................................... 2 1 课程设计的基本原理 ..................................................................... ...................... 3 1.1 设计要求 ..................................................................... .. (3)1.1.1 采用MATLAB基本运算如下 (3)1.1.2 基于MATLAB的语音信号处理 (3)1.2.Matlab的基本运算 ..................................................................... .. (4)1.2.1极限的计算 ..................................................................... . (4)1.2.2微分的计算 ..................................................................... . (4)1.2.3积分的计算 ..................................................................... . (5)1.2.4 级数的计算 ..................................................................... (5)1.2.5 求解代数方程 ..................................................................... (5)1.2.6 求解常微分方程 ..................................................................... .. (6)1.2.7 矩阵的基本运算 ..................................................................... .. (6)1.2.8 多项式的基本运算 ..................................................................... ....... 6 1.3 语音信号的录入与打开 ..................................................................... ......... 8 1.4 时域信号的FFT分析 ..................................................................... ............ 8 1.5 数字滤波器设计原理 ..................................................................... . (8)1.5.1 用窗函数法设计FIR滤波器 (9)1.5.2 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 (9)2 语音信号分析和处理过程 ..................................................................... ..............10 2.1 语音信号的采集 ..................................................................... ...................10 2.2 窗函数法设计 ..................................................................... .. (11)2.2.1窗函数法低通滤波器 ..................................................................... (11)2.2.2 窗函数法高通滤波器 ..................................................................... ..142.2.3 窗函数法带通滤波器 ..................................................................... ..15 2.3双极性变换法设计 ..................................................................... . (16)2.3.1 双极性变换法设计低通滤波器 (18)2.3.2 双极性变换法设计高通滤波器 (20)2.3.3 双极性变换法设计带通滤波器 (24)2.4 结果分析 ..................................................................... ...............................26 3 总结 ..................................................................... ................................................27 参考文献 ..................................................................... .. (28)2武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书摘要MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
(完整word版)基于MATLAB对语音信号进行分析和处理
基于MATLAB对语音信号进行分析和处理一、设计目的1.学会MATLAB的使用,掌握MA TLAB的程序设计方法;2.掌握在Windows环境下语音信号采集的方法;3.掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法;4.掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法;5.学会用MA TLAB对信号进行分析和处理。
二、设计过程1、语音信号采集与分析运用windows下的录音机,录制一段自己的话音,时间为两秒。
然后在MATLAB 软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,再运用plot函数画出语音信号的时域波形,最后在语音信号频谱分析时运用fft对信号进行快速傅里叶变换,得到频谱特性图形。
人为设计一个固定频率5500Hz的噪声干扰信号。
噪声信号通常为随机序列,在本设计中用正弦序列代替,干扰信号构建命令函数为d=[Au*sin(2*pi*5500*t)]',给出的干扰信号为一个正弦信号,针对上面的语音信号 ,采集了其中一段。
再对噪音信号进行频谱变换得到其频谱图。
2、滤波器设计和运用滤波器进行滤波1 )窗函数和等波纹逼近法设计FIR滤波器及滤波首先根据阻带最小衰减选定窗口类型,然后调用fir1函数设计线性相位FIR数字滤波器,再用freqz函数画出其频谱图形,最后运用fftfilt函数对信号进行滤波。
而等波纹逼近法中则运用remez和remezord直接设计FIR滤波器,然后运用fftfilt函数对信号进行滤波。
2 )双线性变换法社设计IIR数字滤波器及滤波首先将数字滤波器的技术指标运用预畸校正法转换成模拟滤波器的设计指标:Ωph=2/T*tan(wp/2),然后用butter、cheby1设计各种模拟滤波器,再用bilinear函数进行模拟滤波器和数字滤波器之间的转换,最后用filter函数对语音信号进行滤波,并运用函数sound播放滤波后语音。
三、结果及分析1、用MATLAB对原始语音信号进行分析,画出它的时域波形和频谱时域波形和频谱:图1 原始语音信号图2 语音信号频率响应图图3 原始语音信号FFT与信号频谱2、给原始的语音信号加上一个高频余弦噪声,频率为5500hz。
基于某MATLAB的语音信号处理课程设计
课程设计报告课程设计题目:基于matlab的语音信号处理学号:201420130228学生姓名: 刘进辉专业:通信工程班级:1421301指导教师:吴有用老师2016年12 月28 日目录一.摘要 (1)二.设计内容 (1)三.设计步骤 (2)四.实验结果 (4)五.实验结果分析 (5)六. 实验心得 (6)七. 参考文献 (7)八.实验代码 (7)一.摘要MATLAB软件在通信领域中占据着至关重要的作用,通信原理这本书与其更是息息相关,基于MATLAB的语音信号处理,无疑是对通信原理和MATLAB结合使用的能力的综合训练,也是对所学通信知识的有力检验。
在本次设计中,采用了windows下的录音机进行录音,并且通过goldwire软件进行了语音文件格式转换,便于文件在MATLAB中顺利运行,然后利用matlab软件对语音信号按照设计要求进行相应的频谱分析及滤波,最后通过回放比较语音信号的差异。
二.设计内容录制一段个人自己的语音信号,并对录制的信号进行采样;画出采样后语音信号的时域波形和频谱图;根据给定的低通滤波器,对采集的信号进行滤波,画出滤波后信号的时域波形和频谱,并对滤波前后的信号进行对比,分析信号的变化;回放语音信号。
三.设计步骤(1)语音信号的采集利用Windows 下的录音机,录制一段自己的话音,时间在1 s 内。
然后在Matlab 软件平台下,利用函数wavread 对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。
通过wavread 函数的使用,使学生理解采样频率、采样位数等概念。
(2)语音信号的频谱分析画出语音信号的时域波形;然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性,加深学生对频谱特性的理解。
(3)给定某IIR 数字低通滤波器如下:110.330.33()10.33z H z z --+=-即滤波器的分子系数b=[0.33,0.33],分母系数a=[1,-0.33]。
(4)用滤波器对信号进行滤波用给定的低通滤波器对采集的信号进行滤波,在Matlab 中, IIR 滤波器利用函数filter 对信号进行滤波。
基于matlab的语音信号处理
数字信号处理设计报告题目:基于Matlab的语音信号处理系别信息工程学院专业班级通信工程1342学生姓名范泉指导教师吉李满提交日期 2016年6月 10日摘要数字信号处理的目的就是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。
因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域,这通常通过模数转换器实现。
而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域,这就是通过数模转换器实现的。
数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器(DSP)与专用集成电路(ASIC)等。
数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点,这些都就是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。
本设计的具体内容就是基于MATLAB的语音信号处理,核心算法就是离散傅立叶变换(DFT),就是DFT使信号在数字域与频域都实现了离散化,从而可以用通用计算机处理离散信号。
然后添加噪声信号,选用合适的滤波器对噪声信号进行滤除,使数字信号处理从理论走向实用。
MATLAB功能强大,可以进行矩阵运算、绘制函数与数据、实现算法、创建用户界面、连接其她编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
用MATLAB来解算问题要比用其她语言简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++ ,JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。
关键词:数字信号处理器;离散傅立叶变换;MATLAB目录第一章绪论 (1)1、1课题研究的目的 (1)1、2课题研究的意义与现状 (1)1、2、1课题研究的意义 (1)1、2、2课题研究的现状 (1)第二章课题研究方案的确定 (3)2、1概要设计 (3)2、1、1主要工作 (3)2、1、2研究步骤 (3)2、2方案选择 (3)2、2、1运行的环境 (3)2、2、2总体方案 (3)第三章课题研究内容 (5)3、1 Matlab简单介绍 (5)3、2语音信号的采样理论依据 (5)3、2、1采样频率 (5)3、2、2采样位数 (5)3、2、3采样定理 (6)3、3语音信号的采集 (6)3、4设计数字滤波器 (6)3、4、1数字滤波器设计的基本思路 (6)3、4、2 IIR数字滤波器概述 (6)3、4、3 FIR数字滤波器概述 (7)3、4、4 FIR数字滤波器与IIR数字滤波器比较 (7)3、4、5低通高通及带通滤波器 (7)3、5程序流程图 (8)第四章软件仿真调试结果分析 (9)4、1语音信号的时频分析 (9)4、2语音信号加噪与频谱分析 (10)4、3滤波器的设计 (10)4、3、1设计FIR滤波器 (10)4、3、2设计IIR滤波器 (11)4、3、3双线性变换法与窗函数法 (11)4、4验证所设计的滤波器 (12)4、5滤波 (13)第五章 GUI界面 (15)5、1 GUI界面概述 (15)5、2创建GUI界面 (15)第六章总结与展望 (16)参考文献 (17)附录I设计FIR与IIR数字滤波器 (1)附录II比较滤波前后语音信号的波形及频谱 (4)附录III 源程序代码 (10)第一章绪论1、1课题研究的目的1、学会MATLAB的使用,掌握MATLAB的程序设计方法。
基于matlab语音信号处理
欢迎各位老师对本论文批评指正。
谢谢!
意义
Matlab是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用 软件,它的功能函数可以快捷而又方便地完成语音信 号的处理和分析以及信号的可视化,使人机交互更加 便捷。
第一章
绪论
语音是人类获取信息的重要来源和 利用信息的重要手段。
噪声不但降低了语音质量和语音的可懂度,而且还将 导致系统性能的急剧恶化,严重时使整个系统无法正常工作。
课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现, 综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、 频域分析和滤波。
第二章
语音信号的采集
语音信号的时頻分析:在MATLAB软件平台下,利用wavread函数对语 音信号进行采样,记住采样频率和采样点数,Wavread函数调用格式
第三章 滤波器的设计
1 IIR数字滤波器设计
特沃兹低通滤波器
巴特沃兹高通滤波器
巴特沃兹带通滤波
2.通过滤波器的频域对比图
高通滤波器的频域对 比图
低通滤波器的频域对比 图
带通滤波器的频域对 比图
第四章 实验结果分析
第五章 GUI界面设计
GUI编辑界面
总结
论文对语音信号处理作了详细的介绍,采用图像分析和处 理技术实现对语音信号的处理的基本功能,设计圆满的完成了
2.编写程序这块,发现自己还是存在很大的不足,但是在高老师 的指导下还是慢慢的完成的本设计,自己在以后的工作学习 中,需要不断的学习与进步。
致谢
首先感谢我的指导老师赵老师,感谢高老师这段时 间对我的指导与批评,让我认识到自己很多的不足。感谢机电
系三年来对我的教导。
其次我还要感谢各位老师在百忙中抽出时间对本设计审阅 以及评议。 最后衷心的感谢各位老师参加本人的论文答辩,谢谢!
基于matlab的语音信号的采集与处理
目录第1章前言 0第2章语音信号分析处理的目的和要求 (1)2.1MATLAB软件功能简介 .............................................................................................. - 1 -2.2课程设计意义................................................................................................................ - 2 -第3章语音信号的仿真原理.. (2)第4章语音信号的具体实现 (3)4.1语音信号的采集.............................................................................................................. - 3 -4.2语音信号加噪与频谱分析............................................................................................. - 5 -4.3设计巴特沃斯低通滤波器............................................................................................. - 6 -4.4用滤波器对加噪语音滤波............................................................................................. - 7 -4.5比较滤波前后语音信号波形及频谱............................................................................ - 7 -第5章总结.................................................................................................................................. - 9 -参考文献..................................................................................................................................... - 10 -附录.............................................................................................................................................. - 11 -语音信号的采集与处理第1章前言数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理,借以达到提取信息和便于应用的目的。
基于matlab的语音信号采集及处理
基于MATLAB的语音信号采集与处理一、实验的目的和要求1. MATLAB软件功能简介MATLAB的名称源自Matrix Laboratory,1984年由美国Mathworks公司推向市场。
它是一种科学计算软件,专门以矩阵的形式处理数据。
MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起,并提供了大量的内置函数,从而被广泛的应用于科学计算、控制系统和信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。
MATLAB软件包括五大通用功能,数值计算功能(Nemeric)、符号运算功能(Symbolic)、数据可视化功能(Graphic)、数字图形文字统一处理功能(Notebook)和建模仿真可视化功能(Simulink)。
其中,符号运算功能的实现是通过请求MAPLE内核计算并将结果返回到MATLAB命令窗口。
该软件有三大特点,一是功能强大;二是界面友善、语言自然;三是开放性强。
目前,Mathworks公司已推出30多个应用工具箱。
MATLAB在线性代数、矩阵分析、数值及优化、数值统计和随机信号分析、电路与系统、系统动力学、次那好和图像处理、控制理论分析和系统设计、过程控制、建模和仿真、通信系统以及财政金融等众多领域的理论研究和工程设计中得到了广泛应用。
MATLAB在信号与系统中的应用主要包括符号运算和数值计算仿真分析。
由于信号与系统课程的许多内容都是基于公式演算,而MATLAB借助符号数学工具箱提供的符号运算功能,能基本满足信号与系统课程的需求。
例如解微分方程、傅里叶正反变换、拉普拉斯正反变换和z正反变换等。
MATLAB在信号与系统中的另一主要应用是数值计算与仿真分析,主要包括函数波形绘制、函数运算、冲击响应与阶跃响应仿真分析、信号的时域分析、信号的频谱分析、系统的S域分析和零极点图绘制等内容。
数值计算仿真分析可以帮助学生更深入地理解理论知识,并为将来使用MATLAB进行信号处理领域的各种分析和实际应用打下基础。
2. 本题目的意义本次课程设计的课题为《基于MATLAB的语音信号采集与处理》,学会运用MATLAB 的信号处理功能,采集语音信号,并对语音信号进行滤波及变换处理,观察其时域和频域特性,加深对信号处理理论的理解,并为今后熟练使用MATLAB进行系统的分析仿真和设计奠定基础。
基于Matlab的语音信号处理1
数字信号处理课程设计题目:基于Matlab语音处理学院:信息工程学院专业:通信工程班级: 1003班学号: 2010013553、2010013579姓名:郭丹丹、武小飞指导教师:金星目录摘要 (3)第一章背景 (4)第二章设计目的与要求 (6)第三章设计过程 (7)3.1.理论依据 (7)3.2.信号采集 (7)3.3.数字滤波器设计 (8)3.4.信号处理 (8)3.5.不同的滤波器的性能比较 (8)第四章设计原理 (9)4.1语音信号的采样 (9)4.2 数字滤波器的设计 (11)4.3.滤波器的性能指标 (11)第五章实验代码及结果 (12)5.1原语音信号的波形图和频谱分析 (12)5.2 语音信号的定点分析 (13)5.3切比雪夫I型低通滤波器 (15)5.4椭圆低通滤波器 (16)5.5 语音信号滤波后的还原波形 (17)(1).I型切比雪夫FIR滤波后的还原波形 (17)(2). 椭圆FIR滤波后还原波形 (18)第六章收获与体会 (20)参考文献 (22)摘要MATLAB 语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件,它可以将声音文件变换为离散的数据文件, 然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据,如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等, 信号处理是MATLAB 重要应用的领域之一。
本课程设计介绍了基于Matlab的对语音信号采集、处理及滤波器的设计,并使之实现的过程。
理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法,用Matlab进行数字语音信号处理,并阐述了课程设计的具体方法、步骤和内容。
综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计,通过理论推导得出相应结论,并利用MATLAB作为工具进行实现,从而复习巩固课堂所学的理论知识,提高对所学知识的综合应用能力,并从实践上初步实现对数字信号的处理。
关键词:MATLAB 工具信号语音采集滤波器第一章背景语音信号处理是一门比较实用的电子工程的专业课程,语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。
基于MATLAB语音信号处理(语音信号处理的综合仿真)
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 基于MATLAB语音信号处理(语音信号处理的综合仿真)摘要:针对目前在嘈杂的环境中手机接听电话时人声不清楚的缺点,本文介绍了一个基于MATLAB的算法来对语音信号进行处理。
该算法通过计算机录音系统来实现对语音信号的采集,并且利用MATLAB的计算和信号处理能力进行频谱分析和设计滤波器,最终通过仿真得到滤波前后的波形,从而达到保留语音信号中的大部分人声并且滤除掉嘈杂噪声的目的。
仿真实验表明,采用低通滤波器保留人声的效果显著,失真较少。
本算法具有操作简单,运行速度快等优点。
关键词:语音信号;MATLAB;滤波;低通;噪声Speech Signal Processing Based on MATLAB1 / 17Abstract: At present, in view of the shortcomings of that the voice is not clear when people answering the phone in a noisy environment, this paper introduces a algorithm for speech signal processing based on MATLAB. The algorithm realizes the acquisition of the speech signal through a computer recording system. And the software can realize the capabilities of frequency spectrum analysis and filter design by the use of calculation and signal processing capabilities of MATLAB. Finally it can get the waveform before and after filtering through the simulation. So that we can retain most of the voices in the speech signal and at the same time remove noisy noise through filter. Simulation results show that the low pass filter has a remarkable effect of keeping voices and the distortion is little. This algorithm has the advantages of simple to operate and fast.Key Words: Speech signal; MATLAB; Filtering; Low pass; Noise目录---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 摘要1引言11.研究意义及研究现状21.1研究意义21.2研究现状22. 语音信号处理的总体方案2.1 研究的主要内容本课题主要介绍的是的语音信号的简单处理,目的就是为以后在手机上的移植打下理论基础。
基于MATLAB的语音信号分析和处理
摘要本文主要描述的是基于MATLAB的一般声音信号的频谱分析过程包括:用电脑声卡录音、从WAV文件输入、从标准信号发生器输入;信号波形分析,包括幅值、频率、周期、相位的估计,以及统计量峰值、均值、均方值和方差的计算;信号频谱分析,频率、周期的估计,图形显示幅值谱、相位谱、实频谱、虚频谱和功率谱的曲线。
关键词:MATLAB,频谱分析,误差目录前言 (1)一、设计原理 (2)1.1系统整体设计原理 (2)1.2频谱分析原理 (3)1.3 频谱图 (4)1.4 模块划分 (4)二、详细设计步骤 (5)2.1语音信号的采集 (5)2.2采样分帧 (6)2.3 短时能量和短时平均幅度 (6)2.4短时过零率 (8)2.5短时自相关函数 (9)2.6语音信号的滤波 (11)三、设计结果及分析 (12)3.1语音信号的录入与打开 (12)3.2时域信号的FFT分析与加噪后的波形比较 (12)3.3滤波并比较滤波前后语音信号的波形 (14)3.4频率响应分析 (15)总结 (17)参考文献 (18)致谢 (19)附录 (20)前言随着软硬件技术的发展,仪器的智能化与虚拟化已成为未来实验室及研究机构的发展方向。
虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统,且功能灵活,很容易构建,所以应用面极为广泛。
基于计算机软硬件平台的虚拟仪器可代替传统的测量仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析等。
从发展史看,电子测量仪器经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器,由于计算机性能的飞速发展,已把传统仪器远远抛到后面,并给虚拟仪器生产厂家不断带来连锅端的技术更新速率。
目前已经有许多较成熟的频谱分析软件,如SpectraLAB、RSA Vu、dBFA等。
MATLAB是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件,他的数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令。
本文将给出基于声卡与MATLAB的声音信号频谱分析的设计原理与实现方法。
基于MATLAB的语音处理
基于MATLAB的语音滤波实验实验目的:1.在Matlab环境下对语音的频谱进行处理(数字滤波)并试听效果;2.在Matlab环境下对语音的抽样率进行处理(语音压缩)并试听效果实验步骤:一、音频文件的压缩(抽取)。
1.利用windows附件中的录音机功能录制8~10秒的.wav语音文件,并以lei为文件名保存到Matlab/work的文件夹中。
a.打开开始/程序/附件/娱乐/录音机;b.用windows media player播放一首音乐并用MIC对着耳机录音或自已说话录音(按键),到10秒时停止(按键);c.将录制的文件加存为C:/Matlab/work中,文件名为leii.wav;2.打开Matlab并新建一.m文件;3.在.m文件中用y=wavread(‘lei.wav’)命令读入语音文件。
4.语音压缩:在m命令窗中输入如下命令:5.运行sample2.m之后会在work文件夹中生成一个名为lei2的.wav文件,如下图:6.双击lei2音频文件,用耳机试听效果,并跟lei1的效果比较。
7.在sample2.m文件中改变抽取倍率s (必须为正整数),重复4、5、6步,观察在不同抽取倍率s下的音频质量,(注意:在运行sample2.m之前必须将work中名为lei2的.wav音频文件删除,或在.m文件中wavwrite()中的保存文件名改为其它的名字。
)二、音频信号的时域滤波(音频数据的时域卷积)。
(一)、低通滤波1.打开Matlab并新建一.m文件,在.m文件中用y=wavread(‘lei.wav’)命令读入语音文件。
2.在m命令窗中输入如下命令,并加存为sample3.m,运行该m文件。
3.双击lei3音频文件,用耳机试听效果,并跟lei1的效果比较。
4.再加一级h(n)的低通滤波,重复2、3步,如下图:(注意:在运行lei2.m之前必须将work中名为lei3的.wav音频文件删除,或在.m文件中wavwrite()中的保存文件名改为其它的名字。
基于matlab语音信号处理1
基于matlab语⾳信号处理1本科⽣毕业论⽂(设计)题⽬: 基于 Matlab语⾳信号处理姓名:学院:专业:班级:学号:指导教师: 职称:2012年 5⽉ 20⽇安徽科技学院教务处制Matlab语⾳信号处理摘要语⾳信号处理是研究⽤数字信号处理技术和语⾳学知识对语⾳信号进⾏处理的新兴的学科,是⽬前发展最为迅速的信息科学研究领域的核⼼技术之⼀。
通过语⾳传递信息是⼈类最重要、最有效、最常⽤和最⽅便的交换信息形式。
Matlab语⾔是⼀种数据分析和处理功能⼗分强⼤的计算机应⽤软件,它可以将声⾳⽂件变换为离散的数据⽂件,然后利⽤其强⼤的矩阵运算能⼒处理数据,如数字滤波、傅⾥叶变换、时域和频域分析、声⾳回放以及各种图的呈现等,它的信号处理与分析⼯具箱为语⾳信号分析提供了⼗分丰富的功能函数,利⽤这些功能函数可以快捷⽽⼜⽅便地完成语⾳信号的处理和分析以及信号的可视化,使⼈机交互更加便捷。
信号处理是Matlab重要应⽤的领域之⼀。
本设计通过下载⼀段语⾳,对其进⾏了时域分析,频谱分析,分析语⾳信号的特性。
并应⽤matlab平台对语⾳信号除去噪声,进⼀步设计三种滤波器即⾼通滤波器、低通滤波器、带通滤波器,基于洪泽三种滤波器设计原理,⽤窗函数法设计出这四种滤波器,然后含加噪的语⾳信号进⾏滤波处理。
最后对⽐滤波前后的语⾳信号的时域和频域特性,回放含噪语⾳信号和去噪语⾳信号,对⽐研究了IIR滤波器和FIR滤波器在信号处理尤其是信号滤波去噪⽅⾯的特性和应⽤。
论⽂从理论和实践上⽐较不同数字滤波器的滤波效果。
关键字:Matlab;语⾳信号;信号处理;傅⾥叶变换;滤波器The Design of Analysis Voice SignalAbstractSpeech signal processing is to study the use of digital signal processing technology and knowledge of the voice signal voice processing of the emerging discipline is the fastest growing areas of information science one of the core technology. Transmission of information through the voice of humanity's most important, most effective, most popular and most convenient form of exchange of information..Matlab language is a data analysis and processing functions are very powerful computer application software, sound files which can be transformed into discrete data files, then use its powerful ability to process the data matrix operations, such as digital filtering, Fourier transform, when domain and frequency domain analysis, sound playback and a variety of map rendering, and so on. Its signal processing and analysis toolkit for voice signal analysis provides a very rich feature function, use of these functions can be quick and convenient features complete voice signal processing and analysis and visualization of signals, makes computer interaction more convenient . Matlab Signal Processing is one of the important areas of application.The design of mobile phone collection a noisy speech, has carried on the analysis in time domain, frequency spectrum analysis, analysis of the characteristics of speech signal. And application of the MA TLAB platform to the voice signal to remove noise, the further design of four kinds of filter is a high-pass filter, low-pass filter, bandpass filter, band stop filter,based on the Hongze four kinds of filter design, window function method to design the four kinds of filter, and then with the original speech signal filtering. Finally the comparison before and after filtering the speech signal in time domain and frequency domain, the playback noise speech signal denoising and the voice signal, a comparative study of the IIR filter and a FIR filter in signal processing especially for signal denoising in terms of the characteristics and application of. The theory and practice from the comparison of different digital filtering effect.Keywords: Matlab; speech signal; signal processing; FFT; filter⽬录摘要.........................................................I Abstract .................................................... I I 第⼀章绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2国内外研究状况 (1)1.3本⽂的主要⼯作及研究步骤 (2)1.3.1本⽂的主要⼯作 (2)1.3.2论⽂的研究步骤 (2)1.4本⽂使⽤的软件Matlab介绍 (2)第⼆章语⾳信号处理的总体⽅案 (4)2.1运⾏环境及系统的基本要求 (4)2.1.1运⾏的环境 (4)2.1.2系统的基本要求 (4)2.2 系统框架及实现 (4)2.3系统流程 (5)2.4语⾳信号相关调⽤函数介绍 (5)2.4.1 Wavread函数介绍 (5)2.4.2其他相关函数介绍 (6)第三章语⾳信号处理的基本知识 (8)3.1语⾳的录⼊和打开 (8)3.2采样位数和采样频率 (8)3.3时域信号FFT分析 (8)3.3数字滤波器原理 (8)3.3.1数字滤波器概念 (8)3.3.2数字滤波器分类 (9)3.4数字滤波器设计原理 (9)3.5 IIR滤波器与FIR滤波器的性能⽐较 (9)第四章语⾳信号处理实例分析 (11)4.1信号的采集 (11)4.2信号处理⼯具的选择 (11)4.3⾳信号的处理设计 (11)4.3.1语⾳信号的提取 (11)4.3.2语⾳信号的读取与打开 (13)4.3.3语⾳信号的定点分析 (14)4.4滤波器的设计 (16)4.4.1 N阶⾼通滤波器设计 (16)4.4.2 N阶低通滤波器设计 (17)4.4.2 2N阶带通滤波器设计 (18)4.4.3 2N阶带阻滤波器设计 (19)第五章总结 (21)参考⽂献 (22)致谢 (23)第⼀章绪论1.1课题研究的背景通过语⾳传递倍息是⼈类最重要、最有效、最常⽤和最⽅便的交换信息的形式。
基于MATLAB语音信号检测分析及处理
基于MATLAB语音信号检测分析及处理目录一、内容概述 (2)1. 研究背景与意义 (3)2. MATLAB在语音信号处理中的应用 (4)3. 论文研究内容及结构 (5)二、语音信号基础 (6)1. 语音信号概述 (8)2. 语音信号的特性 (9)3. 语音信号的表示方法 (10)三、MATLAB语音信号处理工具 (11)1. MATLAB语音工具箱介绍 (12)2. 常用函数及其功能介绍 (13)四、语音信号检测与分析 (15)1. 语音信号检测原理及方法 (16)2. 语音信号的频谱分析 (18)3. 语音信号的时频分析 (19)4. 语音信号的端点检测 (20)五、语音信号处理算法研究 (21)1. 预加重处理算法 (22)2. 分帧与加窗处理算法 (23)3. 预处理算法 (24)4. 特征提取算法 (25)5. 模式识别与分类算法 (26)六、语音信号处理实验设计与实现 (27)1. 实验目的与要求 (28)2. 实验环境与工具配置 (29)3. 实验内容与步骤 (30)4. 实验结果分析与讨论 (31)七、语音信号处理应用案例 (32)1. 语音识别系统应用案例 (33)2. 语音合成系统应用案例 (34)3. 语音情感识别应用案例 (35)4. 其他领域应用案例 (36)八、总结与展望 (38)1. 研究成果总结 (39)2. 研究不足与问题剖析 (40)3. 未来研究方向与展望 (41)一、内容概述语音信号捕捉与预处理:介绍如何使用MATLAB捕捉语音信号,包括从麦克风等输入设备获取原始语音数据,并对信号进行预处理,如去除噪声、增强语音质量等。
特征提取:详述如何从预处理后的语音信号中提取关键特征,如梅尔频率倒谱系数(MFCC)、线性预测编码(LPC)等,以便进行后续的模型训练或识别。
语音信号检测分析:探讨基于MATLAB的语音信号检测分析方法,包括端点检测、语音活动等检测算法的实现,以及基于统计模型、机器学习模型的语音信号分析。
基于matlab的语音信号处理
数字信号处理设计报告题目:基于Matlab的语音信号处理系别信息工程学院专业班级通信工程1342学生姓名范泉指导教师吉李满提交日期 2016年6月 10日摘要数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。
因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域,这通常通过模数转换器实现。
而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域,这是通过数模转换器实现的。
数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)等。
数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点,这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。
本设计的具体内容是基于MATLAB的语音信号处理,核心算法是离散傅立叶变换(DFT),是DFT使信号在数字域和频域都实现了离散化,从而可以用通用计算机处理离散信号。
然后添加噪声信号,选用合适的滤波器对噪声信号进行滤除,使数字信号处理从理论走向实用。
MATLAB功能强大,可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
用MATLAB来解算问题要比用其他语言简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++ ,JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。
关键词:数字信号处理器;离散傅立叶变换;MATLAB目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的目的 (1)1.2课题研究的意义和现状 (1)1.2.1课题研究的意义 (1)1.2.2课题研究的现状 (1)第二章课题研究方案的确定 (3)2.1概要设计 (3)2.1.1主要工作 (3)2.1.2研究步骤 (3)2.2方案选择 (3)2.2.1运行的环境 (3)2.2.2总体方案 (4)第三章课题研究内容 (5)3.1 Matlab简单介绍 (5)3.2语音信号的采样理论依据 (5)3.2.1采样频率 (5)3.2.2采样位数 (5)3.2.3采样定理 (6)3.3语音信号的采集 (6)3.4设计数字滤波器 (6)3.4.1数字滤波器设计的基本思路 (6)3.4.2 IIR数字滤波器概述 (6)3.4.3 FIR数字滤波器概述 (7)3.4.4 FIR数字滤波器和IIR数字滤波器比较 (7)3.4.5低通高通及带通滤波器 (7)3.5程序流程图 (8)第四章软件仿真调试结果分析 (9)4.1语音信号的时频分析 (9)4.2语音信号加噪与频谱分析 (10)4.3滤波器的设计 (12)4.3.1设计FIR滤波器 (12)4.3.2设计IIR滤波器 (12)4.3.3双线性变换法和窗函数法 (12)4.4验证所设计的滤波器 (13)4.5滤波 (15)第五章 GUI界面 (17)5.1 GUI界面概述 (17)5.2创建GUI界面 (17)第六章总结与展望 (20)参考文献 (21)附录I设计FIR和IIR数字滤波器 (1)附录II比较滤波前后语音信号的波形及频谱 (7)附录III 源程序代码 (16)第一章绪论1.1课题研究的目的1.学会MATLAB的使用,掌握MATLAB的程序设计方法。
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本科生毕业论文(设计)题目: 基于 Matlab语音信号处理姓名:学院:专业:班级:学号:指导教师: 职称:2012年 5月 20日安徽科技学院教务处制Matlab语音信号处理摘要语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科,是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。
通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。
Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件,它可以将声音文件变换为离散的数据文件,然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据,如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等,它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数,利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化,使人机交互更加便捷。
信号处理是Matlab重要应用的领域之一。
本设计通过下载一段语音,对其进行了时域分析,频谱分析,分析语音信号的特性。
并应用matlab平台对语音信号除去噪声,进一步设计三种滤波器即高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器,基于洪泽三种滤波器设计原理,用窗函数法设计出这四种滤波器,然后含加噪的语音信号进行滤波处理。
最后对比滤波前后的语音信号的时域和频域特性,回放含噪语音信号和去噪语音信号,对比研究了IIR滤波器和FIR滤波器在信号处理尤其是信号滤波去噪方面的特性和应用。
论文从理论和实践上比较不同数字滤波器的滤波效果。
关键字:Matlab;语音信号;信号处理;傅里叶变换;滤波器The Design of Analysis Voice SignalAbstractSpeech signal processing is to study the use of digital signal processing technology and knowledge of the voice signal voice processing of the emerging discipline is the fastest growing areas of information science one of the core technology. Transmission of information through the voice of humanity's most important, most effective, most popular and most convenient form of exchange of information..Matlab language is a data analysis and processing functions are very powerful computer application software, sound files which can be transformed into discrete data files, then use its powerful ability to process the data matrix operations, such as digital filtering, Fourier transform, when domain and frequency domain analysis, sound playback and a variety of map rendering, and so on. Its signal processing and analysis toolkit for voice signal analysis provides a very rich feature function, use of these functions can be quick and convenient features complete voice signal processing and analysis and visualization of signals, makes computer interaction more convenient . Matlab Signal Processing is one of the important areas of application.The design of mobile phone collection a noisy speech, has carried on the analysis in time domain, frequency spectrum analysis, analysis of the characteristics of speech signal. And application of the MA TLAB platform to the voice signal to remove noise, the further design of four kinds of filter is a high-pass filter, low-pass filter, bandpass filter, band stop filter, based on the Hongze four kinds of filter design, window function method to design the four kinds of filter, and then with the original speech signal filtering. Finally the comparison before and after filtering the speech signal in time domain and frequency domain, the playback noise speech signal denoising and the voice signal, a comparative study of the IIR filter and a FIR filter in signal processing especially for signal denoising in terms of the characteristics and application of. The theory and practice from the comparison of different digital filtering effect.Keywords: Matlab; speech signal; signal processing; FFT; filter目录摘要 (I)Abstract .................................................... I I 第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2国内外研究状况 (1)1.3本文的主要工作及研究步骤 (2)1.3.1本文的主要工作 (2)1.3.2论文的研究步骤 (2)1.4本文使用的软件Matlab介绍 (2)第二章语音信号处理的总体方案 (4)2.1运行环境及系统的基本要求 (4)2.1.1运行的环境 (4)2.1.2系统的基本要求 (4)2.2 系统框架及实现 (4)2.3系统流程 (5)2.4语音信号相关调用函数介绍 (5)2.4.1 Wavread函数介绍 (5)2.4.2其他相关函数介绍 (6)第三章语音信号处理的基本知识 (8)3.1语音的录入和打开 (8)3.2采样位数和采样频率 (8)3.3时域信号FFT分析 (8)3.3数字滤波器原理 (8)3.3.1数字滤波器概念 (8)3.3.2数字滤波器分类 (9)3.4数字滤波器设计原理 (9)3.5 IIR滤波器与FIR滤波器的性能比较 (9)第四章语音信号处理实例分析 (11)4.1信号的采集 (11)4.2信号处理工具的选择 (11)4.3音信号的处理设计 (11)4.3.1语音信号的提取 (11)4.3.2语音信号的读取与打开 (13)4.3.3语音信号的定点分析 (14)4.4滤波器的设计 (16)4.4.1 N阶高通滤波器设计 (16)4.4.2 N阶低通滤波器设计 (17)4.4.2 2N阶带通滤波器设计 (18)4.4.3 2N阶带阻滤波器设计 (19)第五章总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第一章绪论1.1课题研究的背景通过语音传递倍息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。
语言是人类持有的功能,声音是人类常用的工具,是相互传递信息的最主要的手段。
因此,语音信号是人们构成思想疏通和感情交流的最主要的途径。
并且,由于语言和语音与人的智力活动密切相关,与社会文化和进步紧密相连,所以它具有最大的信息容量和最高的智能水平。
现在,人类已开始进入了信息化时代,用现代手段研究语音信号,使人们能更加有效地产生、传输、存储、获取和应用语音信息,这对于促进社会的发展具有十分重要的意义。
让计算机能听懂人类的语言,是人类自计算机诞生以来梦寐以求的想法。
随着计算机越来越向便携化方向发展,随着计算环境的日趋复杂化,人们越来越迫切要求摆脱键盘的束缚而代之以语音输人这样便于使用的、自然的、人性化的输人方式。
作为高科鼓应用领域的研究热点,语音信号采集与分析从理论的研究到产品的开发已经走过了几十个春秋并且取得了长足的进步。
它正在直接与办公、交通、金融、公安、商业、旅游等行业的语音咨询与管理.工业生产部门的语声控制,电话、电信系统的自动拨号、辅助控制与查询以及医疗卫生和福利事业的生活支援系统等各种实际应用领域相接轨,并且有望成为下一代操作系统和应用程序的用户界面。
可见,语音信号采集与分析的研究将是一项极具市场价值和挑战性的工作。
我们今天进行这一领域的研究与开拓就是要让语音信号处理技术走人人们的日常生活当中,并不断朝更高目标而努力。
语音信号采集与分析之所以能够那样长期地、深深地吸引广大科学工作者去不断地对其进行研究和探讨,除了它的实用性之外,另一个重要原因是,它始终与当时信息科学中最活跃的前沿学科保持密切的联系.并且一起发展。
语音信号采集与分析是以语音语言学和数字信号处理为基础而形成的一门涉及面很广的综合性学科,与心理、生理学、计算机科学、通信与信息科学以及模式识别和人工智能等学科都有着非常密切的关系。