语音信号处理实验一

实验一语音信号的采集及预处理

一、实验目的

在理论学习的基础上，进一步地理解和掌握语音信号预处理及短时加窗的意义及基于matlab的实现方法。

二、撰写实验报告要求

要求随本次上机撰写完成实验报告，报告中要有实验目的、实验步骤、实验程序、实验中得出的图形结果及结论等。另外，总结本次上机实验的收获。

三、实验内容及步骤

1.语音信号的录音、读入、放音等：练习matlab中几个音频处理函数，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，给出以下语音的波形图（2.wav），wavread的用法参见mablab帮助文件。利用wavplay或soundview放音。也可以利用wavrecord自己录制一段语音，并进行以上操作(需要话筒)。

[Y,FS,NBITS,OPTS]=wavread('9.wav')

FS =

10000

NBITS =

16

OPTS =

fmt: [1x1 struct]

2.语音信号的分帧：选择20ms左右为一帧，帧移取1/2帧长，对语音信号进行分帧，可

以利用voicebox工具箱中的函数enframe。voicebox工具箱是基于GNU协议的自由软件，其中包含了很多语音信号相关的函数。

voicebox工具箱安装方法：

把工具箱拷贝入.\MatLab\toolbox目录下；

菜单file-set path-"Add folder" 导入voicebox；

菜单file-Preference-General-"Updata Toolbox Path Cache

分帧函数的调用：

y=enframe(x,len,inc)

x为输入语音信号，len指定了帧长，inc指定帧移，函数返回为n×len的一个矩阵，每一行都是一帧数据。

帧长=10000X0.02=200s

x=wavread('9.wav')

y=enframe(x,200,100)

subplot(2,1,1),plot(x)

subplot(2,1,2),plot(y)

3 窗函数及其时频特性：本步要求利用window函数设计窗口长度为200(N=200)的矩形窗(rectwin)、汉明窗(hamming)及汉宁窗(hann))，利用wvtool函数观察其时域波形图及频谱特性，比较得出结论。

w = window(fhandle,n)

w = window(fhandle,n,winopt)

w = window(fhandle,n) returns the n-point window, specified by its function handle, fhandle, in column vector w. Function handles are window function names preceded by an @.

@barthannwin

@bartlett

@blackman

@blackmanharris

@bohmanwin

@chebwin

@flattopwin

@gausswin

@hamming

@hann

@kaiser

@nuttallwin

@parzenwin

@rectwin

@triang

@tukeywin

w = window(fhandle,n,winopt) returns the window specified by its function handle, fhandle, and its winopt value or sampling flag string. For chebwin, kaiser, and tukeywin, you must enter a winopt value. For the other windows listed below, winopt values are optional.

Examples：Create Blackman Harris, Hamming, and Gaussian windows and plot them in the same WVTool.

N = 65;

w = window(@blackmanharris,N);

w1 = window(@hamming,N);

w2 = window(@gausswin,N,2.5);

wvtool(w,w1,w2)

N = 200;

w = window(@rectwin,N);

w1 = window(@hamming,N);

w2 = window(@hann,N);

wvtool(w,w1,w2)

3. 语音信号加窗：观察信号加矩形窗及汉明窗后的波形，取出其中一帧，利用subplot与reshape函数将一帧语音的波形、加矩形窗波形及加汉明窗波形画在一张图上比较将得出结

论。

例：语音信号分帧，每一帧加哈宁窗

y=enframe(x,hanning(len),inc);

[x,fs,nbits]=wavread('2.wav');

x1=enframe(x,200,100);

x2=enframe(x,hamming(200),100);

subplot(2,1,1),plot(x1(50,:))

subplot(2,1,2),plot(x2(50,:))

4. 预加重：即语音信号通过一个一阶高通滤波器1

-z。

1-

.0

9375

例如：y=filter([1 -0.9375],1,x)

利用subplot画出预加重前后的波形图。

x=wavread('1.wav')

y=filter([1 -0.9375],1,x)

subplot(2,1,1),plot(x)

subplot(2,1,2),plot(y)