语音信号的噪声分析及滤波的过程研究
语音识别技术的噪声消除方法研究
语音识别技术的噪声消除方法研究随着语音识别技术的迅猛发展，我们生活中越来越多的场景需要用到语音交互，例如语音助手、智能家居和汽车语音控制等。
然而，实际应用中常常存在噪声干扰，这会显著影响语音识别系统的准确性和稳定性。
因此，研究如何消除噪声对于提高语音识别系统的性能至关重要。
噪声消除是一种利用信号处理技术从噪声污染的语音信号中提取出干净语音信号的方法。
在语音识别领域，噪声消除算法有助于提高语音信号的质量，并显著提升语音识别系统的性能。
本文将介绍几种常用的语音识别技术的噪声消除方法。
一. 频域噪声消除方法频域噪声消除方法是一种常见的噪声消除方法，它利用语音信号和噪声信号在频域上的差异，通过滤波和谱减法等技术来减少噪声对语音的干扰。
1. 滤波法滤波法通过设计数字滤波器，将语音信号和噪声信号进行滤波，从而达到消除噪声的效果。
常用的滤波器设计方法有无限脉冲响应滤波器（IIR）和有限脉冲响应滤波器（FIR）。
滤波法可以有效地降低噪声的能量，但在某些情况下会对语音信号的频谱造成畸变。
2. 谱减法谱减法是一种常用的噪声消除方法，它通过对语音信号的频谱进行分析和处理，将噪声频谱从语音频谱中减去，从而得到较为清晰的语音信号。
谱减法包括短时傅里叶变换（STFT）和谱减。
二. 时域噪声消除方法时域噪声消除方法是基于时域分析的噪声消除方法，它通过对语音信号的时域特征进行处理，减少噪声的干扰。
1. 统计模型法统计模型法是一种常见的时域噪声消除方法，它利用语音信号和噪声信号之间的统计特性进行建模和分析。
常见的统计模型包括高斯混合模型（GMM）和隐马尔可夫模型（HMM）。
统计模型法可以通过对语音信号和噪声信号之间的统计特性进行建模，从而减少噪声对语音的干扰。
2. 线性预测法线性预测法是一种基于线性预测分析的噪声消除方法，它通过对语音信号的线性预测系数进行分析和处理，减少噪声的干扰。
线性预测法包括自相关法和自适应线性预测法。
三. 混合域噪声消除方法混合域噪声消除方法是将时域和频域噪声消除方法相结合的一种噪声消除方法，它利用了时域和频域上的信息来提高噪声消除效果。
通信工程专业本科毕业论文语音信号去噪——数字滤波器的设计
语音信号去噪 ——数字滤波器的设计摘要：在现代各种通信系统中，由于自然界中的各种各样的复杂噪声不免会掺杂在其中，数字信号处理这门经典学科恰好能够解决这个问题，其中最通用的方法就是利用滤波器来滤除这些杂波噪声，FIR 数字滤波器就是滤波器设计的基本部分。
本论文研究的主要内容就是基于Matlab 软件仿真设计一个数字滤波器，将掺杂在语音信号中的高频噪音消除，在此将分析消除高频噪音前后语音信号的时域及频域特性，对比分析即可验证滤波前后特性差别。
在本课题中，将利用简单的窗函数法来设计FIR 数字滤波器，通过Matlab 仿真说明所设计滤波器的正确性。
仿真说明所设计滤波器的正确性。
通过这次毕业设计，通过这次毕业设计，将会进一步理解语音信号原理分析及滤波处理，为更好的设计滤波器打好基础。
波处理，为更好的设计滤波器打好基础。
关键词：Matlab ；窗函数法；FIR 数字滤波器数字滤波器 Remove noise in the speech signal ————the design of digital filter the design of digital filter Abstract ：In modern communication systems, a variety of complex noise may mix in the nature of sounds. The classic disciplines of the digital signal processing can solve this problem, one of the most common method is to use a filter to filter those clutter noise. FIR digital filter is the basic part part of of of filter filter filter design. design. The The main main main research research research content content content of of of this this this paper paper paper is is is based based based on on on Matlab Matlab Matlab software software software simulation simulation simulation to to design a digital filter, in which to cancel the high frequency noise of the speech signal, then it will eliminate the high high frequency frequency frequency noise noise noise and and and the the the speech speech speech signals signals signals from from from time time time domain domain domain and and and frequency frequency frequency domain domain domain characteristics characteristics characteristics in in in this this analysis analysis before before before and and and after, after, after, and and and analysis analysis analysis the the the differences differences differences test test test the the the filtering filtering filtering characteristics. characteristics. characteristics. In In In this this this issue, issue, issue, using using using a a simple simple window window window function function function method method method to to to design design design a a a FIR FIR FIR digital digital digital filter, filter, filter, Matlab Matlab Matlab simulation simulation simulation shows shows shows the the the correct correct correct of of of the the designed filter. Through the design of this graduation design, we will understand the principle of speech signal analysis and filtering, and lay the foundation for the filter design.Key words: Matlab; window function method; FIR digital filter 作 者指导教师目录1 引言................................................................................................................................................ 31.1 课题研究现状课题研究现状 ....................................................................................................................... 31.2 课题研究目的课题研究目的 ....................................................................................................................... 31.3 课题研究内容课题研究内容 ....................................................................................................................... 31.4 MA TLAB软件设计平台简介 .............................................................................................. 4 2 原始语音信号采集与处理原始语音信号采集与处理 .............................................................................................................. 52.1 课题设计步骤及流程图课题设计步骤及流程图 ...................................................................................................... 52.2 语音信号处理语音信号处理 ....................................................................................................................... 52.2.1 语音信号的采集语音信号的采集 .......................................................................................................... 52.2.2 语音信号的时域频谱分析语音信号的时域频谱分析 .......................................................................................... 62.2.3 语音信号加噪与频谱分析语音信号加噪与频谱分析 .......................................................................................... 8 3 FIR数字滤波器的设计数字滤波器的设计 (10)3.1 数字滤波器基本概念数字滤波器基本概念 (10)3.2 常用窗函数介绍常用窗函数介绍 (10)3.3 FIR数字滤波器概述数字滤波器概述 (10)3.4 FIR滤波器的窗函数设计滤波器的窗函数设计 (11)3.5 滤波器的编程实现滤波器的编程实现 (13)3.6 用滤波器对加噪语音信号进行滤波用滤波器对加噪语音信号进行滤波 (14)3.7 回放语音信号回放语音信号 (16)4 结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)参考文献20世纪60年代中期数字信号处理领域形成的诸多富有实践性的的理论和算法，如快速傅立叶变换（FFT ）以及各种数字滤波器等是语音信号数字处理的各项理论和技术基础。
语音信号处理实验报告实验二
语音信号处理实验报告实验二一、实验目的本次语音信号处理实验的目的是深入了解语音信号的特性，掌握语音信号处理的基本方法和技术，并通过实际操作和数据分析来验证和巩固所学的理论知识。
具体而言，本次实验旨在：1、熟悉语音信号的采集和预处理过程，包括录音设备的使用、音频格式的转换以及噪声去除等操作。
2、掌握语音信号的时域和频域分析方法，能够使用相关工具和算法计算语音信号的短时能量、短时过零率、频谱等特征参数。
3、研究语音信号的编码和解码技术，了解不同编码算法对语音质量和数据压缩率的影响。
4、通过实验，培养我们的动手能力、问题解决能力和团队协作精神，提高我们对语音信号处理领域的兴趣和探索欲望。
二、实验原理（一）语音信号的采集和预处理语音信号的采集通常使用麦克风等设备将声音转换为电信号，然后通过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
在采集过程中，可能会引入噪声和干扰，因此需要进行预处理，如滤波、降噪等操作，以提高信号的质量。
（二）语音信号的时域分析时域分析是对语音信号在时间轴上的特征进行分析。
常用的时域参数包括短时能量、短时过零率等。
短时能量反映了语音信号在短时间内的能量分布情况，短时过零率则表示信号在单位时间内穿过零电平的次数，可用于区分清音和浊音。
（三）语音信号的频域分析频域分析是将语音信号从时域转换到频域进行分析。
通过快速傅里叶变换（FFT）可以得到语音信号的频谱，从而了解信号的频率成分和分布情况。
（四）语音信号的编码和解码语音编码的目的是在保证一定语音质量的前提下，尽可能降低编码比特率，以减少存储空间和传输带宽的需求。
常见的编码算法有脉冲编码调制（PCM）、自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）等。
三、实验设备和软件1、计算机一台2、音频采集设备（如麦克风）3、音频处理软件（如 Audacity、Matlab 等）四、实验步骤（一）语音信号的采集使用麦克风和音频采集软件录制一段语音，保存为常见的音频格式（如 WAV）。
含噪声的语音信号分析与处理设计
含噪声的语音信号分析与处理设计随着科技的发展，语音信号的分析与处理在音频处理、语音识别、交互设计等领域中得到了广泛应用。
然而，由于实际环境条件的影响，语音信号常常受到噪声的干扰，导致信号质量下降。
因此，对含噪声的语音信号进行分析与处理设计成为一个重要的研究课题。
本文将从语音信号分析、噪声分析以及处理方法三个方面对含噪声的语音信号进行分析与处理设计。
首先，语音信号分析是语音处理的基础，通过分析语音信号的频率、幅度和时域特性等可以更好地了解信号的特点，从而为后续的噪声分析与处理提供基础。
语音信号通常由基频、共振峰和噪声组成，而噪声是导致语音信号质量下降的主要原因之一、因此，理解和提取语音信号中的基频和共振峰等特征参数，可以帮助我们更好地去除噪声。
在语音信号分析中，常用的方法包括短时傅里叶变换(STFT)、自相关函数(RAF)以及线性预测编码(LPC)等。
其次，噪声分析是对噪声的特性进行分析，掌握噪声特征对于噪声的抑制和处理至关重要。
常见的噪声类型包括白噪声、脉冲噪声、环境噪声等，它们的特点各不相同。
通过对噪声的分析，可以确定适当的噪声模型，为后续的噪声抑制算法提供基础。
噪声分析方法包括谱分析、相关性分析以及统计特性分析等。
最后，针对含噪声的语音信号进行处理，目的是降低噪声对语音信号的干扰，提高语音信号的质量。
噪声抑制是含噪声语音信号处理中的一项重要任务，主要分为基于时域和频域的方法。
时域方法包括Wiener滤波器、语音活性检测和语音增强等；频域方法主要包括基于短时傅里叶变换的声纹估计法、频率掩蔽法和频谱减法法等。
此外，还可以通过使用降噪算法、特征选择和分类器训练等方法来提高语音信号的鲁棒性。
综上所述，含噪声的语音信号分析与处理设计是一个复杂而关键的问题，需要综合考虑语音信号的特点和噪声的特性，并选择合适的方法进行处理。
通过合理的信号分析和噪声分析，结合有效的处理方法和算法，可以实现对含噪声的语音信号的准确分析和高效处理，从而提高语音信号的质量和应用效果。
含噪声的语音信号分析与处理设计
含噪声的语音信号分析与处理设计在现实生活中，我们常常会面临到含有噪声的语音信号，这些噪声可能来自于环境、设备或者通信等因素。
对于这种含噪声的语音信号，我们需要进行分析与处理，以提高语音信号的质量和可理解性。
首先，在进行语音信号的分析与处理之前，我们需要先对其进行预处理。
预处理的目的是减小噪声的影响，使得后续分析与处理更加精确和有效。
常用的预处理方法有：1.噪声估计和建模：通过对含噪声语音信号进行噪声估计和建模，可以获得噪声的统计特性和模型参数，为后续处理提供基础。
2.降噪滤波：根据噪声模型和估计结果，设计合适的降噪滤波算法，将信号中的噪声成分减小或者消除，以提高语音信号的清晰度和可理解性。
3.音频增益调整：对语音信号进行音量调整，以使得信号在放大的过程中不会引入过多的噪声。
分析与处理的主要目标是提取出有用的语音特征，如声音的音素、音调、语速等信息，以实现语音识别、语音合成等应用。
常用的分析与处理方法有：1.特征提取：通过应用信号处理和模式识别技术，提取语音信号中的关键特征，如短时能量、短时平均过零率、MFCC等。
这些特征可以反映出语音信号的频谱特性和时域特性。
2.去除噪声和失真：通过使用降噪算法和滤波算法，去除语音信号中的噪声和失真，使得信号更加清晰和准确。
3.语音识别与分割：通过使用语音识别技术，将语音信号转化为文字，实现自动语音识别。
同时，根据语音信号中的静音段和非静音段的特征，对语音信号进行分割，以提取出单词和句子。
4.语音合成与转换：通过使用声学模型和语言模型，将文字转化为语音信号，实现自动语音合成。
同时，可以通过修改声学模型中的参数，实现说话人的转换和风格的改变。
最后，在进行语音信号分析与处理时，还需要注意以下几个问题：1.信号与噪声的属性：不同环境和设备产生的噪声具有不同的统计特性和功率分布，对于不同类型的噪声，需要采用不同的噪声估计和降噪方法。
2.降噪算法与语音质量：降噪算法在减小噪声的同时，也可能会引入一定的失真和伪声。
语音信号去噪方法及其在语音识别中的应用
语音信号去噪方法及其在语音识别中的应用语音信号在现实应用中经常遭受各种干扰与噪声，这些噪声会影响语音信号的品质，进而引起语音识别失效。
因此，语音信号去噪就成为了语音领域研究的一个重要方向。
本文将介绍几种比较常见的语音信号去噪方法及其在语音识别中的应用。
一、基于频域的去噪方法基于频域的去噪方法是将语音信号从时域转换为频域，利用频域特征对语音信号进行分析和处理。
这种方法常见的去噪算法有傅里叶变换（FFT）、短时傅里叶变换（STFT）等。
在去噪过程中，可以将频率范围内的干扰信号过滤掉，提高语音信号的信噪比。
还可以通过时域窗函数和滤波技术来实现。
基于频域的去噪方法在语音信号的短时处理和实时处理方面有着广泛的应用。
例如，在电话通信领域中，许多手机厂商都采用了该方法来实现语音通话的降噪功能。
此外，基于频域的去噪方法还可以应用在语音识别、音频编码解码等方面。
二、基于时域的去噪方法基于时域的去噪方法通常是在时域上对语音信号进行操作，在信号的各个时间点进行处理。
最常见的方法是利用数字滤波器滤除干扰信号。
而且，这种方法对于较复杂的噪声类型如白噪声来说效果较好。
基于时域去噪方法在语音识别领域中也有着广泛的应用。
例如，在话者识别中，对于前景音（说话之声）和背景音（其他噪声）的分离，就可以使用基于时域的方法。
而且，与基于频域的方法相比，基于时域的方法具有更高的计算效率。
三、基于统计学的去噪方法基于统计学的去噪方法主要是利用概率统计模型来对语音信号进行建模，从而减去噪声所带来的影响。
例如，高斯混合模型（GMM）和鲍姆-韦尔奇滤波（BWF）算法就是基于此理论出现的去噪方法。
基于统计学的去噪方法在语音识别的前期处理中也有着广泛的应用。
其中，利用GMM对语音信号模拟，在语音信号的特征提取中占据着重要的地位。
而且，鲍姆-韦尔奇滤波器算法可以将语音信号的噪声部分去除，提高识别率。
综合而言，语音信号去噪是一个非常重要的研究领域，已经在很多应用场景中得到了广泛的应用。
语音降噪处理技术的研究
语音降噪处理技术的研究语音降噪处理技术的研究引言：随着科技的不断发展和人们对通信质量的要求不断提高，语音降噪处理技术成为了当前研究的热点之一。
语音降噪处理技术旨在降低语音信号中的噪声干扰，提高语音的清晰度和可懂性。
本文将探讨语音降噪处理技术的研究现状、方法和应用。
一、研究现状1. 传统语音降噪处理方法传统的语音降噪处理方法主要基于统计模型和滤波技术。
其中，统计模型方法主要有高斯混合模型 (GMM) 和隐马尔科夫模型(HMM) 等，它们通过对语音信号中的噪声进行建模，然后使用最大后验概率 (MAP) 或最大似然估计 (MLE) 等方法进行降噪。
滤波技术则是通过设计滤波器来消除语音信号中的噪声，常见的滤波器包括陷波滤波器、带通滤波器和自适应滤波器等。
2. 基于机器学习的语音降噪处理方法近年来，随着机器学习技术的飞速发展，越来越多的研究者开始应用机器学习方法来进行语音降噪处理。
其中最为常见的方法包括主成分分析 (PCA)、独立成分分析 (ICA)、支持向量机(SVM) 和深度学习等。
这些方法通过从大量的训练数据中学习语音信号的特征，然后利用这些特征进行降噪处理，取得了较好的效果。
二、方法1. 频域方法频域方法是一种常用的语音降噪处理方法。
其基本思想是将语音信号从时域转换到频域，然后通过对频域信号进行滤波来降低噪声干扰。
常见的频域方法包括快速傅里叶变换 (FFT)、小波变换和自适应滤波等。
2. 时域方法时域方法是另一种常用的语音降噪处理方法。
其基本思想是利用时域的相关性和自相关性等特征来进行降噪处理。
常见的时域方法包括自相关函数法、线性预测法和短时能量法等。
三、应用语音降噪处理技术广泛应用于各种语音通信系统中，如手机通话、会议系统、语音识别系统等。
在手机通话中，语音降噪处理技术能有效提高语音的清晰度，降低通话质量受噪声影响的程度；在会议系统中，语音降噪处理技术能够从复杂的环境中过滤出语音信号，使会议讨论更为高效；在语音识别系统中，语音降噪处理技术能够提高语音的信噪比，减少识别错误的发生。
实验三 语音信号的滤波处理
实验三 语音信号的滤波处理一、实验目的通过对语音信号的滤波处理，掌握信号频谱的计算、滤波方法，实现从频域上分离不同特点的信号，从而达到滤除信号中的干扰、降低噪声、以及分离男声和女声的目的。
二、实验原理1. 信号的和、积运算信号和与积运算是指信号相加与相乘。
这类运算较为简单。
需要注意的是，必须将同一瞬间的两个函数值相加或相乘。
在图1中，将()x t 视为缓慢波动的信道噪声，()g t 视为要传输的数字信号，则()()x t g t +表示了实际发送的数字信号，()()x t g t ⋅表示了信道噪声()x t 的取样输出信号。
tttt图1 信号的相乘与相加 图2 正弦信号与噪声相加 在实际应用中，最常见的是有用信号与噪声相加，这样的信号中，信号功率与噪声功率之比称为信噪比。
如图2所示是正弦信号、噪声信号的波形及两种信噪比下正弦信号与噪声相加的波形图。
然而有用信号是相对的，例如在语音信号中，正弦信号则是干扰信号，它同噪声一起，都是需要设法去掉的信号。
2. 信号的频谱计算实际应用中的信号绝大多数表现为振荡形式。
如图3所示是语音信号及其一个局部的波形图，可见该信号是一种振荡形式。
语音信号语音信号局部图3 语音信号的波形将复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的正(余)弦振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱(幅度谱)。
广泛应用在声学、光学和无线电技术等方面。
它将对信号的研究从时域引到频域，从而带来更直观的认识。
在信号与系统中，采用FS、FT、DFS、DTFT等工具来计算信号的频谱。
实际信号的频谱往往比教材中的例子要复杂得多。
例如图4是图3所示语音信号的幅度谱，其中上图是fft()输出的结果，其表示的频率范围为0~f，下图s是中心频率在零频率处的幅度谱，它与教材中的表示方式一致。
应用FFT计算的幅度谱中心在零频率的幅度谱图4 语音信号的频谱3. 信号的理解本课程的教材中讲到了“信号的分类”、“典型信号（或常用信号）”等内容，这对于理解信号还远远不够。
智能语音识别领域中的噪声抑制与语音增强研究
智能语音识别领域中的噪声抑制与语音增强研究智能语音识别技术在当今社会得到了广泛应用，尤其是在人机交互、智能音箱、语音助手等领域。
然而，由于环境噪声的存在，语音信号往往受到干扰，导致识别准确率下降。
因此，噪声抑制与语音增强技术在智能语音识别领域中具有重要的研究价值。
噪声抑制的目标是减少背景噪声对语音信号的干扰，通过算法对噪声进行建模处理，使语音信号的特征更加明确。
常见的噪声抑制算法有谱减法、Wiener滤波、频域双向微分滤波等。
谱减法通过将噪声估计值从原始信号频谱中减去，减少噪声成分；Wiener滤波通过最小均方误差准则估计信号的幅度谱来抑制噪声；频域双向微分滤波则利用短时频谱的变化率来区分信号和噪声。
这些算法能够有效地抑制各类噪声，提高语音信号的质量和识别准确率。
语音增强技术旨在通过算法对低质量语音信号进行优化，提高其清晰度和可懂度。
常见的语音增强算法有信号幅值放大、频谱减少、时域和频域的平滑滤波等。
信号幅值放大通过放大信号的幅值，使语音信号更容易被听到；频谱减少通过减小信号的频谱之间的间隔，使语音信号更容易被区分；时域和频域的平滑滤波则通过对信号的瞬时和频谱特性进行平滑处理，减少噪声的干扰。
这些算法能够有效地提高低质量语音的可懂度和清晰度。
在智能语音识别领域，噪声抑制与语音增强技术的研究通过对语音信号的处理，能够显著提高语音识别系统的性能。
首先，噪声抑制技术可以降低环境噪声对语音信号的干扰，使得语音信号更加清晰、可懂，从而提高识别准确率。
其次，语音增强技术能够优化低质量语音信号，提升其可懂度和清晰度，使得语音识别系统能够更好地识别用户的指令和需求。
此外，噪声抑制和语音增强技术还可以帮助语音助手、智能音箱等设备更好地与用户进行交互，提供更好的用户体验。
目前，智能语音识别领域中的噪声抑制与语音增强技术仍然面临一些挑战。
首先，不同环境下的噪声类型和强度差异较大，噪声抑制算法需要具备较强的自适应性，能够适应各种环境噪声的特点。
语音信号去噪处理方法研究
语音信号去噪处理方法研究一、引言语音信号去噪处理是语音信号处理领域的重要研究方向，其主要目的是消除语音信号中的噪声干扰，提高语音信号的质量和可识别性。
随着科技的不断发展，越来越多的应用场景需要对语音信号进行去噪处理，如语音识别、电话会议、数字通信等。
因此，研究语音信号去噪处理方法具有重要意义。
二、常见噪声类型在进行语音信号去噪处理前，需要先了解常见的噪声类型。
常见的噪声类型包括以下几种：1.白噪声：频率范围广泛，功率谱密度恒定。
2.脉冲噪声：突然出现并迅速消失的脉冲。
3.人类说话声：人类说话时产生的杂音。
4.机器嗡鸣：由机器运转产生的低频杂音。
5.电源干扰：由电子设备产生的高频杂波。
三、传统去噪方法传统的去噪方法主要包括滤波法、谱减法和子带分解法。
1.滤波法：将语音信号通过滤波器进行滤波，去除噪声信号。
但是，滤波法只能去除特定频率范围内的噪声，对于频率随时间变化的噪声无法处理。
2.谱减法：通过计算语音信号和噪声信号的功率谱，将低于一定阈值的频率成分视为噪声信号，并将其减去。
但是，谱减法会导致语音信号失真和降低可识别性。
3.子带分解法：将语音信号分解为多个子带，在每个子带上进行去噪处理。
但是，子带分解法需要大量计算，并且对于频率随时间变化的噪声也无法处理。
四、基于深度学习的去噪方法近年来，基于深度学习的去噪方法逐渐成为研究热点。
基于深度学习的去噪方法主要包括自编码器、卷积神经网络和循环神经网络等。
1.自编码器：自编码器是一种无监督学习模型，可以从数据中学习特征表示。
在语音信号去噪处理中，可以将自编码器作为一个降噪模型，输入噪声信号，输出去噪后的语音信号。
自编码器可以学习到语音信号的特征表示，并去除噪声。
2.卷积神经网络：卷积神经网络是一种针对图像处理的深度学习模型。
在语音信号去噪处理中，可以将卷积神经网络应用于语音信号的时频域表示，学习时频域上的特征表示，并去除噪声。
3.循环神经网络：循环神经网络是一种针对序列数据处理的深度学习模型。
毕业设计(论文)-基于盲源分离技术的语音信号噪声分析与处理[管理资料]
![毕业设计(论文)-基于盲源分离技术的语音信号噪声分析与处理[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/de5aab369ec3d5bbfc0a744a.png)
目录摘要 ............................................................................................................................. I II ABSTRACT ................................................................................................................. I V 第一章语音信号及噪声概述................................................................................. - 1 - 语音信号的概述 .................................................................................................... - 1 - 语音特性分析......................................................................................... - 1 -语音信号的基本特征............................................................................. - 2 -..................................................................................................................... - 3 -信噪比(Signal Noise Ratio，SNR) ........................................................ - 3 -信干比(signal-to-Interference Ratio，SIR) ........................................... - 4 - 第二章盲信号处理................................................................................................. - 5 - .................................................................................................................................. - 5 - 盲信号处理的基本概念......................................................................... - 5 -盲信号处理的方法和分类....................................................................... - 5 -盲信号处理技术的研究应用................................................................... - 6 -盲源分离法............................................................................................... - 7 -盲源分离技术........................................................................................... - 7 -盲分离算法实现....................................................................................... - 7 -盲源分离技术的研究发展和应用........................................................... - 8 - 独立成分分析 ........................................................................................................ - 9 - 独立成分分析的定义............................................................................... - 9 -ICA的基本原理..................................................................................... - 10 - 本文对ICA的研究目的及实现.......................................................................... - 12 - 第三章盲语音信号分离的实现及抑噪分析....................................................... - 15 - 盲语音信号分离的实现 ...................................................................................... - 15 - 盲信号分离的三种算法......................................................................... - 15 -不同算法的分离性能比较..................................................................... - 16 - 抑制噪声的算法仿真及结果分析 .................................................................... - 17 -抑噪算法仿真实现................................................................................. - 17 -................................................................................................................... - 20 -不同算法的分离性能比较..................................................................... - 28 - 第四章结论与展望............................................................................................... - 34 - 致谢................................................................................................................. - 36 - 参考文献................................................................................................................. - 37 - 附录................................................................................................................. - 37 -基于盲源分离技术的语音信号噪声分析与处理摘要语音信号盲分离处理的含义是指利用BSS技术对麦克风检测到的一段语音信号进行处理。
基于小波变换的语音信号去噪技术研究
基于小波变换的语音信号去噪技术研究语音信号作为一种重要的信息载体，在日常生活和工业生产中广泛应用。
随着社会的不断发展和科技的不断进步，对语音信号的要求也越来越高。
但是，在实际应用中，语音信号往往受到各种噪声的干扰，严重影响了信号质量和准确性。
因此，去除语音信号中的噪声，成为了语音处理领域中一个重要的研究方向。
小波变换是一种非常有效的信号分析工具，广泛应用于图像处理、信号处理等领域。
在语音信号去噪方面，小波变换也被用来分析和处理语音信号。
本文将介绍基于小波变换的语音信号去噪技术的研究进展以及相关问题。
一、小波变换小波变换是一种多尺度分析工具，通过将信号分解成不同尺度的子信号，可以对信号进行深入分析和处理。
小波变换的本质是将信号转换到小波域，从而更好地分析和处理信号。
小波变换可以分为离散小波变换和连续小波变换两种。
离散小波变换是将信号离散化后进行变换，适用于数字信号处理。
而连续小波变换是将信号在连续时间域上进行变换，适用于模拟信号处理。
二、语音信号去噪技术传统的语音信号去噪技术有很多，比如基于差分算法的去噪技术、基于局部统计量的去噪技术、基于频域滤波的去噪技术等。
这些方法具有一定的效果，但是在某些情况下效果并不理想，比如噪声比较强、语音信号频率较低等情况下。
基于小波变换的语音信号去噪技术是一种新兴的技术，具有很好的效果。
该技术通过将语音信号分解到小波域中，利用小波系数之间的相关性处理噪声，然后将处理后的信号反变换回到时域中。
三、基于小波变换的语音信号去噪技术的研究在基于小波变换的语音信号去噪技术方面，目前研究较多的是基于软阈值方法的去噪技术和基于最小均方误差方法的去噪技术。
1. 基于软阈值方法的去噪技术基于软阈值方法的去噪技术是一种比较简单的处理方法，其基本思想是对小波系数进行处理，将小于一定阈值的系数置为零，大于一定阈值的系数保持不变。
这种方法可以有效地去除高频噪声，但对于内部噪声的处理效果较差。
音频信号处理中的降噪算法设计与性能分析
音频信号处理中的降噪算法设计与性能分析音频信号处理是指对声音进行数字化处理的技术，包括降噪、滤波、增强等多种算法。
其中，降噪算法在实际应用中具有重要意义，可以有效地减少环境噪音对声音信号的干扰。
本文将探讨音频信号处理中的降噪算法设计与性能分析。
降噪算法的设计是实现音频信号处理的关键。
在设计降噪算法时，需要考虑到信号与噪声之间的统计特性以及降噪效果的衡量指标。
常见的降噪算法包括：基于阈值的降噪算法、基于自适应滤波的降噪算法和基于频域分析的降噪算法。
基于阈值的降噪算法是一种较为简单的方法。
它通过设定一个阈值，将低于阈值的噪声部分置为零，从而实现降噪效果。
然而，这种方法存在着一定的局限性。
由于阈值的设定常常需要根据具体的噪声统计特性进行调整，因此算法具有一定的主观性，无法适应不同环境下的降噪需求。
基于自适应滤波的降噪算法则是一种更为复杂且灵活的方法。
该方法基于声音信号与噪声信号之间的相关性，通过对滤波器的自适应参数进行更新，从而减少噪声的影响。
该算法的优点在于可以根据实时信号的变化进行自适应调整，适应不同环境噪声的特点。
然而，该算法的实现复杂度较高，对计算资源的需求较大。
基于频域分析的降噪算法利用声音信号和噪声信号在频域上的差异，通过频率域滤波器实现降噪效果。
通常采用快速傅里叶变换将声音信号和噪声信号转换到频域进行处理。
频域滤波器可以选择性地去除某些频率段的噪声，从而降低噪声的影响。
然而，频域分析的降噪算法也面临一些挑战，如信号失真等问题。
在音频信号处理中，降噪算法的性能分析非常重要。
常用的性能指标包括信噪比（SNR）、失真度、语音质量等。
其中，信噪比是衡量降噪算法效果的重要指标，它表示声音信号与噪声信号之间的比值。
信噪比越高，说明降噪效果越好。
而失真度则是指降噪处理引入的额外失真量，失真度越低，说明降噪效果越好。
另外，语音质量是评价降噪算法实际应用效果的指标，它直接影响人耳对声音的感知。
在降噪算法的性能分析中，可以通过模拟仿真和实际测试相结合的方法进行。
语音信号处理中的音频降噪技术
语音信号处理中的音频降噪技术随着科技的不断进步，人类的视力和听力都得到了极大的提升。
人们可以通过各种设备获取更加清晰、高保真的音频和视频信号。
然而，在现实的日常生活中，我们经常会遭遇到各种噪音干扰，例如交通噪音、机器噪音等。
这些噪音会对我们的生活和工作造成影响，同时也会影响音频信号的质量。
因此，为了提高语音信号的质量，降噪技术成为了必不可少的一环。
一、音频降噪的原理音频降噪技术是指通过一定的算法和处理，去除音频数据中的噪声干扰信号，使得音频质量更加清晰和高保真。
其中，最主要的处理过程就是在信号中减去噪声信号。
因为噪声是一种干扰信号，它会在接收端将原本的信号掩盖，从而导致通讯质量下降。
为了抑制噪声，我们需要在接收端对信号进行处理，最终实现降噪的目的。
音频降噪技术是一种信号处理算法，通过对被噪声污染的信号进行处理分析，找出噪声的特征参数，从而将噪声信号剔除。
在实际应用中，常用的一种降噪方法是基于信号处理理论，用数字信号处理器来实现的。
这种方法可以在数字信号处理器上将噪声信号进行数学处理，从而实现去除噪声信号的目的。
二、音频降噪的实现方法在音频降噪技术的实现过程中，有许多常用的方法。
以下是其中的一些：1、时域过滤法时域过滤法是一种基于信号干扰的特点分析的方法。
它是一种通过对音频等信号进行加窗处理后，进一步利用滤波技术来实现噪声过滤的方法。
然而，时域过滤法的去噪效果和实际的噪声特征有很大的关系。
如果噪声存在归一分布的特性，那么时域过滤法的去噪效果会更好。
但是，如果噪声的特征离散度比较大，那么这种方法的去噪效果就会受到很大的影响。
2、频域滤波法频域滤波法是一种通过对音频信号进行傅里叶变换之后，进一步利用滤波技术对噪声进行过滤的方法。
频域滤波法可以根据噪声的特征频率和幅度，将被污染的音频数据进行滤波分解，进而剔除噪声信号，从而实现降噪的效果。
3、小波变换法小波变换法是一种新型的噪声滤波技术，它可以通过将信号的时域和频域两种处理方式结合起来，实现更加高效的去噪效果。
最新语音信号处理实验报告实验二
最新语音信号处理实验报告实验二实验目的：本实验旨在通过实际操作加深对语音信号处理理论的理解，并掌握语音信号的基本处理技术。
通过实验，学习语音信号的采集、分析、滤波、特征提取等关键技术，并探索语音信号处理在实际应用中的潜力。
实验内容：1. 语音信号采集：使用语音采集设备录制一段时长约为10秒的语音样本，确保录音环境安静，语音清晰。
2. 语音信号预处理：对采集到的语音信号进行预处理，包括去噪、归一化等操作，以提高后续处理的准确性。
3. 语音信号分析：利用傅里叶变换等方法分析语音信号的频谱特性，观察并记录基频、谐波等特征。
4. 语音信号滤波：设计并实现一个带通滤波器，用于提取语音信号中的特定频率成分，去除噪声和非目标频率成分。
5. 特征提取：从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）等，为后续的语音识别或分类任务做准备。
6. 实验总结：根据实验结果，撰写实验报告，总结语音信号处理的关键技术和实验中遇到的问题及其解决方案。
实验设备与工具：- 计算机一台，安装有语音信号处理相关软件（如Audacity、MATLAB 等）。
- 麦克风：用于采集语音信号。
- 耳机：用于监听和校正采集到的语音信号。
实验步骤：1. 打开语音采集软件，调整麦克风输入设置，确保录音质量。
2. 录制语音样本，注意控制语速和音量，避免过大或过小。
3. 使用语音分析软件打开录制的语音文件，进行频谱分析，记录观察结果。
4. 设计带通滤波器，设置合适的截止频率，对语音信号进行滤波处理。
5. 应用特征提取算法，获取语音信号的特征向量。
6. 分析滤波和特征提取后的结果，评估处理效果。
实验结果与讨论：- 描述语音信号在预处理、滤波和特征提取后的变化情况。
- 分析实验中遇到的问题，如噪声去除不彻底、频率成分丢失等，并提出可能的改进措施。
- 探讨实验结果对语音识别、语音合成等领域的潜在应用价值。
结论：通过本次实验，我们成功实现了语音信号的基本处理流程，包括采集、预处理、分析、滤波和特征提取。
用数字滤波器滤除语音信号中噪声
数字滤波器的设计报告 -----处理语音信号学院：理学院专业：电子信息工程班级：01：学号：指导教师：一 绪论1.1设计目的与要求(1)掌握数字信号处理的基本概念，基本理论和基本方法。
(2)熟悉离散信号和系统的时域特性。
(3)掌握序列快速傅里叶变换方法。
(4)学会MATLAB 的使用，掌握MATLAB 的程序设计方法。
(5)掌握利用MATLAB 对语音信号进行频谱分析。
(6)掌握滤波器的网络结构。
(7)掌握MATLAB 设计IIR 、FIR 数字滤波器的方法和对信号进行滤波的方法。
1.2 设计容1.2.1预习题部分(1)设计卷积运算的演示程序：可输入任意两个序列x1(n)、x2(n)，并指定x1(n)为自己的学号,本实验为x1(n)={2,0,0,8,8,4,2,5,0,1,1,0}。
x2(n)的容和长度自选。
例如x2(n)={ 1,2.43, 6.17,12.93,22.17,32.25,40.88, 45.87, 45.87, 40.88, 32.25,22.17, 12.93, 6.17, 2.43,1.0000}。
(2)编写程序演示采样定理（时域采样、频谱周期延拓），同时演示采样频率小于2fc 时，产生的混叠效应：① 对下面连续信号进行采样：学号，==Ω==Ω=-n n a n A t u t Ae t x at a ,2),()sin()(00π， A 为幅度因子，a 为衰减因子，0Ω为模拟角频率，其中n 为学号(例如，王墨同学n=23)② 要求输入采样频率fs （根据程序处理需要指定围）后，在时域演示信号波形、采样脉冲及采样后信号；在频域演示不同采样频率下对应信号的频谱。
1.2.2设计题部分(1)利用Windows下的录音机或其他软件，选择Windows系统的“叮······”（ding.wav），并对该信号进行采样；(2)语音信号的频谱分析，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；(3)产生噪声信号加到语音信号中，得到被污染的语音信号，并回放语音信号；(4)污染信号的频谱分析，画出被污染的语音信号时域波形和频谱；(5)根据有关的频谱特性，采用间接法设计IIR数字滤波器，并画出相应滤波器的幅频图（设计3个IIR滤波器）a. 模拟滤波器类型：巴特沃思滤波器（低通、带通、高通）b．总体要求：MATLAB原程序+仿真波形+技术指标(6)根据有关的频谱特性，采用直接法设计FIR数字滤波器，并画出相应滤波器的幅频图（设计3个FIR滤波器）a. 滤波器类型：Bartlett窗（低通、带通、高通）b．总体要求：MATLAB原程序+仿真波形+技术指标+窗函数(7)用自己设计的这些滤波器分别对被不同噪声污染的信号进行滤波；(8)分析得到信号的频谱，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；(9)回放语音信号。
语音信号谱分析及去噪处理
实验三：语音信号谱分析及去噪处理1、实验目的（1）通过对实际采集的语音信号进行分析和处理，获得数字信号处理实际应用的认识。
（2）掌握数字信号谱分析的知识。
（3）掌握数字滤波器设计的知识，并通过对语音信号的去噪处理，获得数字滤波器实际应用的知识。
2、实验内容（1）用麦克风自行采集两段语音信号[高频噪声、人声+高频噪声]（.wav格式）。
（2）通过Matlab读入采集信号，观察其采样频率，并绘图采样信号。
（3）通过Matlab对语音信号进行谱分析，分析出噪声的频带。
（4）设计一滤波器，对叠加入噪声的语音信号进行去噪处理。
绘图并发声去噪后的信号。
3、实验步骤（1）利用麦克风采集一段5s以内的语音信号。
利用格式工厂软件对语音信号进行预处理。
通常语音信号为单声道，采样频率为8000Hz，语音信号为.wav格式。
（2）通过Matlab读入语音信号及其采样频率（使用Matlab库函数wavread），在Matlab软件的workspace工作平台上观察读入的语音信号，在Matlab中，对入的语音信号为一维矩阵。
应注意，库函数wavread自动将语音信号幅度归一化[-1,1]区间范围。
使用Matlab库函数plot 绘图语音信号，并使用库函数sound发音语音信号。
（3）分析噪声的频谱。
在这里进行谱分析的目的，是了解噪声信号的频谱特性，为去噪滤波器的技术指标提供依据。
（4）通过Matlab对语音信号进行谱分析。
应注意，对信号进行谱分析，在实验一中已经详细介绍过。
在这里进行谱分析的目的，是了解本段语音信号的频谱特性，为去噪滤波器的技术指标提供依据。
（5）根据语音信号及噪声信号的频谱特性，自行设计一滤波器，对叠加入噪声的语音信号进行去噪处理。
最后绘图并发声去噪后的信号。
应注意，数字滤波器的实际应考虑实际需求，合理制定滤波器的技术指标。
4、实验原理用麦克风采集一段语音信号，绘制波形并观察其频谱，添加一段随机信号，给定相应的滤波器指标，用脉冲响应不变法设计的一个满足指标的巴特沃斯IIR滤波器，对该语音信号进行滤波去噪处理，比较滤波前后的波形和频谱并进行分析。
巴特沃斯滤波器原理语音去除噪声
巴特沃斯滤波器原理语音去除噪声在现代传输和通信系统中，声音信号的质量对于保证通话质量和听觉体验至关重要。
然而，在日常生活和工作中，我们常常会受到各种环境噪声的干扰，这些噪声会影响到语音信号的准确性和清晰度。
为了有效地去除这些噪声，巴特沃斯滤波器被广泛应用于语音信号处理中。
巴特沃斯滤波器是一种常见的数字滤波器，它基于巴特沃斯滤波器原理，能够有效地去除不同频率下的噪声。
其原理主要是通过设计滤波器的传递函数，实现在频域上对信号进行滤波，减少或消除特定频率下的干扰噪声。
在语音信号处理中，巴特沃斯滤波器可以被用来去除各种类型的噪声，包括白噪声、背景噪声等。
通过调整滤波器的参数和阶数，可以实现对不同频率范围内的噪声进行有效地去除。
这种滤波器在语音通信、语音识别和音频处理等领域有着广泛的应用。
巴特沃斯滤波器的设计原则是使得在通带范围内的信号能够尽可能保持不变，同时在阻带范围内对信号进行衰减。
这种设计能够有效地去除噪声信号，同时保留原始语音信号的关键信息。
通过合理选择滤波器的参数，可以实现对不同频率噪声的有针对性去除，提高语音信号的清晰度和准确性。
除了设计滤波器的参数外，巴特沃斯滤波器的阶数也是影响其去噪效果的重要因素。
阶数越高，滤波器的频率响应曲线越陡峭，对信号的滤波效果也更为显著。
然而，随着阶数的增加，滤波器的计算复杂度也会增加，需要在去除噪声效果和计算开销之间进行权衡。
在实际应用中，巴特沃斯滤波器往往与其他信号处理算法结合使用，以实现更加高效和准确的语音信号去噪。
通过对信号进行预处理、特征提取和后续处理等步骤，可以进一步提高语音信号处理的效果，为用户提供更为清晰和自然的声音体验。
总的来说，巴特沃斯滤波器作为一种常见的数字滤波器，在语音去噪领域具有重要的应用意义。
通过合理设计滤波器的参数和阶数，能够有效地去除不同频率下的噪声，提高语音信号的质量和清晰度，为用户带来更好的听觉体验。
在未来的研究和应用中，巴特沃斯滤波器将继续发挥重要作用，推动语音信号处理技术的不断发展和创新。
语音识别技术的噪声干扰处理与优化
语音识别技术的噪声干扰处理与优化随着智能科技的快速发展，语音识别技术逐渐成为了人机交互的重要方式之一。
然而，在现实的应用环境中，噪声干扰常常会影响语音识别系统的准确性和稳定性。
因此，对噪声干扰的处理与优化成为了提高语音识别技术性能的关键问题。
噪声干扰是指在语音信号采集和传输过程中，由于环境、设备等因素引入的无关信息。
常见的噪声包括背景噪声、器材噪声、交叉谈话噪声等，它们会导致语音信号的频谱变形、能量损失等不利影响，从而降低语音识别的准确性。
在语音识别技术的噪声干扰处理中，有两种主要方法：一是预处理方法，二是后处理方法。
预处理方法旨在通过预先处理语音信号，降低噪声干扰对语音识别的影响。
常见的预处理方法包括谱减法、光谱估计、自适应滤波等。
谱减法是一种常见的噪声抑制方法，它通过估计噪声频谱并从观测频谱中减去噪声频谱来降低噪声干扰。
光谱估计方法可以通过连续采样和频谱平滑技术来估计信号频谱，从而提高语音信号的清晰度。
自适应滤波方法则根据输入信号的特性自适应地选择滤波参数，抑制噪声干扰。
后处理方法旨在通过对识别结果的处理，改善由噪声干扰引起的识别错误。
常见的后处理方法包括噪声补偿、矫正和重建等。
噪声补偿是指根据噪声特性对识别结果进行调整，使其更贴近实际语音内容。
矫正方法则是通过对识别结果中的错误进行修正，包括错误评估和纠正。
重建方法则是利用相关模型，通过对识别结果进行优化和重建，从而提高整体识别准确率。
除了预处理和后处理方法外，还有一些其他的技术方法可以用于处理和优化语音识别技术中的噪声干扰。
例如，噪声抑制技术可以通过增强语音信号的相关信息，抑制噪声干扰的影响。
多麦克风阵列技术则可以根据多个麦克风的信号特性，提高系统识别性能。
此外，对信号进行特征提取和模式识别等优化方法，也可以有效地提高语音识别的性能。
然而，虽然有多种方法可以处理和优化语音识别技术中的噪声干扰，但每种方法都有其适用范围和限制条件。
在实际应用中，选择合适的处理和优化方法需要综合考虑系统要求、环境特性和计算资源等因素。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电网络理论课程设计与报告题目：语音信号的噪声分析及滤波的过程研究一、语音信号的噪声分析及滤除一般过程选择一个语音信号作为分析的对象，或录制一段格式为 *.wav各人自己的语音信号，对其进行频谱分析；利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其进行频谱分析；设计数字滤波器，并对被噪声污染的语音信号进行滤波，分析滤波后信号的时域和频域特征，回放语音信号。
其流程图如下所示：二、音频信号、噪声的分析(一）、音频信号分析音频信号的频率范围在20Hz-20000Hz，是人耳可以听到的频率范围，超过这个范围的音频信号没有意义。
语音的频率范围在30-1000Hz之间。
(二)、噪声的产生噪声的来源一般有环境设备噪声和电气噪声。
环境噪声一般指在录音时外界环境中的声音，设备噪声指麦克风、声卡等硬件产生的噪声，电气噪声有直流电中包含的交流声，三极管和集成电路中的无规则电子运动产生的噪声，滤波不良产生的噪声等。
这些噪声虽然音量不大(因为在设备设计中已经尽可能减少噪声)，但参杂在我们的语音中却感到很不悦耳，尤其中在我们语音的间断时间中，噪声更为明显。
三、A/D转换A/D转换可分为4个阶段：即采样、保持、量化和编码。
采样就是将一个时间上连续变化的信号转换成时间上离散的信号，根据奈奎斯特采样定理fsZZfh，如果采样信号频率大于或等于2倍的最高频率成分，则可以从采样后的信号无失真地重建恢复原始信号。
考虑到模数转换器件的非线性失真、量化噪声及接收机噪声等因素的影响，采样频率一般取2．5～3倍的最高频率成分。
要把一个采样信号准确地数字化，就需要将采样所得的瞬时模拟信号保持一段时间，这就是保持过程。
保持是将时间离散、数值连续的信号变成时间连续、数值离散信号，虽然逻辑上保持器是一个独立的单元，但是，实际上保持器总是与采样器做在一起，两者合称采样保持器。
图给出了A/D采样电路的采样时序图，采样输出的信号在保持期间即可进行量化和编码。
量化是将时间连续、数值离散的信号转换成时间离散、幅度离散的信号；编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。
到此，也就完成了A/D转换，这些过程通常是合并进行的。
例如，采样和保持就经常利用一个电路连续完成，量化和编码也是在保持过程中实现的。
四、通用串行总线(一)、USB总线的分析USB标准采用NRZI方式（翻转不归零制）对数据进行编码。
翻转不归零制（non-return to zero,inverted），电平保持时传送逻辑1，电平翻转时传送逻辑0。
USB 接头提供一组5伏特的电压，可作为相连接USB设备的电源。
实际上，设备接收到的电源可能会低于5V，只略高于4V。
USB规范要求在任何情形下，电压均不能超过5.25V；在最坏情形下（经由USB供电HUB所连接的LOW POWER 设备）电压均不能低于4.375V，一般情形电压会接近5V。
(二)、PCI总线PCI是由Intel公司1991年推出的一种局部总线。
从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。
管理器提供了信号缓冲，使之能支持10种外设，并能在高时钟频率下保持高性能，它为显卡，声卡，网卡，MODEM等设备提供了连接接口，它的工作频率为33MHz/66MHz。
五、语音信号杂音滤除的具体实现(一)、语音信号的采集利用PC 机上的声卡和WINDOWS 操作系统可以进行数字信号的采集。
将话筒输入计算机的语音输入插口上,启动录音机。
按下录音按钮,接着对话筒说话“语音信号处理”,说完后停止录音,屏幕左侧将显示所录声音的长度。
点击放音按钮,可以实现所录音的重现。
以文件名“speech”保存入X:\ MATLAB \ work 中。
可以看到,文件存储器的后缀默认为*.wav ,这是WINDOWS 操作系统规定的声音文件存的标准。
(二)、语音信号的时频分析利用MATLAB中的“wavread”命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。
再对其进行采样，记住采样频率和采样点数。
其格式是：y=wavread（file）功能是读取file所规定的wav文件，返回采样值放在向量y中。
接下来，对语音信号OriSound.wav进行采样。
其程序是[y,fs,nbits]=wavered (‘OriSound’); 把语音信号加载入Matlab 仿真软件平台中。
然后，画出语音信号的时域波形，再对语音信号进行频谱分析。
MATLAB提供了快速傅里叶变换算法FFT计算DFT的函数fft,其调用格式是Xk=fft(xn,N)。
参数xn为被变换的时域序列向量，N是DFT变换区间长度，当N大于xn的长度时，fft函数自动在xn后面补零。
，当N小于xn的长度时，fft函数计算xn的前N个元素，忽略其后面的元素。
在本次设计中，我们利用fft对语音信号进行快速傅里叶变换，就可以得到信号的频谱特性。
其程序如下：fs=22050;[y,fs,nbits]=wavread ('OriSound.wav');sound(y,fs,nbits); %回放语音信号N= length (y) ; %求出语音信号的长度Y=fft(y,N); %傅里叶变换subplot(2,1,1);plot(y);title('原始信号波形');subplot(2,1,2);plot(abs(Y));title('原始信号频谱')程序结果如下图：图1 原始信号波形及频谱(三)、语音信号加噪与频谱分析MATLAB中产生高斯白噪声非常方便，有两个产生高斯白噪声的两个函数。
我们可以直接应用两个函数：一个是WGN，另一个是AWGN。
WGN用于产生高斯白噪声，AWGN则用于在某一信号中加入高斯白噪声。
也可直接用randn函数产生高斯分布序列。
在本次课程设计中，用MATLAB中的随机函数(rand或randn)产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其频谱分析。
Randn函数有两种基本调用格式：Randn(n)和Randn（m,n）,前者产生n×n服从标准高斯分布的随机数矩阵，后者产生m×n的随机数矩阵。
在这里，用Randn（m,n）函数。
语音信号添加噪声及其频谱分析的主要程序如下：[y,fs,nbits]=wavread ('OriSound.wav');N = length (y) ; %求出语音信号的长度Noise=0.01*randn(n,2); %随机函数产生噪声Si=y+Noise; %语音信号加入噪声sound(Si);subplot(2,1,1);plot(Si);title('加噪语音信号的时域波形');S=fft(Si); %傅里叶变换subplot(2,1,2);plot(abs(S));title('加噪语音信号的频域波形');程序结果如下图：图2 加噪后的波形及频谱分析六、数字滤波器设计滤波器设计方法有间接法和直接法，间接法是借助于模拟滤波器的设计方法进行的。
其设计步骤是：先设计过渡模拟滤波器得到系统函数H（s），然后将H （s）按某种方法转换成数字滤波器的系统函数H(z)。
间接法，常用的方法有窗函数法、频率采样等。
具体设计步骤如下：（1）确定所需类型数字滤波器的技术指标。
（2）将所需类型数字滤波器的边界频率转换成相应的模拟滤波器的边界频率，转换公式为Ω=2/T tan(0.5ω)(3)将相应类型的模拟滤波器技术指标转换成模拟低通滤波器技术指标。
（4）设计模拟低通滤波器。
（5）通过频率变换将模拟低通转换成相应类型的过渡模拟滤波器。
（6）采用双线性变换法将相应类型的过渡模拟滤波器转换成所需类型的数字滤波器。
脉冲响应不变法的主要缺点是会产生频谱混叠现象，使数字滤波器的频响偏离模拟滤波器的频响特性。
原则是在保证阻带衰减满足要求的情况下，尽量选择主瓣的窗函数。
（1）构造希望逼近的频率响应函数。
（2）计算h(n)。
（3）加窗得到设计结果。
接下来，我们根据语音信号的特点给出有关滤波器的技术指标：①低通滤波器的性能指标：fp=1000Hz，fc=1200Hz，As=100db ,Ap=1dB②高通滤波器的性能指标：fp=3500Hz，fc=4000Hz，As=100dB，Ap=1dB；③带通滤波器的性能指标：fp1=1200Hz，fp2=3000hZ，fc1=1000Hz，fc2=3200Hz，As=100dB，Ap=1dB数字滤波器的主要程序：1、低通滤波器:wp=2*pi*Fp/Ft;ws=2*pi*Fs/Ft;fp=2*Ft*tan(wp/2);fs=2*Fs*tan(wp/2);[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,'s'); %求低通滤波器的阶数和截止频率[b11,a11]=butter(n11,wn11,'s'); %求S域的频率响应的参数[num11,den11]=bilinear(b11,a11,0.5); %双线性变换实现S域到Z域的变换[h,w]=freqz(num11,den11); %根据参数求出频率响应plot(w*8000*0.5/pi,abs(h));legend('用butter设计');图3 低通滤波器2、带通wp1=tan(pi*Fp1/Ft); %带通到低通滤波器的转换wp2=tan(pi*Fp2/Ft);ws1=tan(pi*Fs1/Ft);ws2=tan(pi*Fs2/Ft);w=wp1*wp2/ws2;bw=wp2-wp1;wp=1;ws=(wp1*wp2-w.^2)/(bw*w);[n12,wn12]=buttord(wp,ws,1,50,'s'); %求低通滤波器阶数和截止频率[b12,a12]=butter(n12,wn12,'s'); %求S域的频率响应参数[num2,den2]=lp2bp(b12,a12,sqrt(wp1*wp2),bw);%将S域低通参数转为带通的[num12,den12]=bilinear(num2,den2,0.5);%双线性变换实现S域到Z域的转换[h,w]=freqz(num12,den12); %根据参数求出频率响应plot(w*8000*0.5/pi,abs(h));axis([0 4000 0 1.5]);legend('用butter设计');图4 带通滤波器七、用滤波器对加噪语音信号进行滤波（一）、滤波用自己设计的各滤波器分别对加噪的语音信号进行滤波，在Matlab中，FIR 滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波，IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。