基于MATLAB的语音信号预处理——06111001014——刘代龙——王晓丽

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基于MATLAB的语音信号处理

基于MATLAB的语音信号处理

h(n) = ω2(n)
(4)
式(3)可表示为如式(5)所示:

En = ∑ x2 (m)h(n − m) = x2 (n) ∗ h(n)
(5)
m = −∞
在这里可以认为对语音信号进行时域采样后样本序列
与滤器进行卷积运算。在这里说明一下,本文为了保证语音
图 1 语音信号时域图
信号的频谱能够完美展现出来,一般要求窗长是几个基音周 期的数量级来达到设计要求目的。
En =


x(m)ω (n

m)2
=
n

x(m)ω (n − m)2 (2)
m = −∞
m−n− N +1
号以供计算机来对信号进行相关处理。
其中 N 表示为矩形采样窗口的窗长。假设当语音采样
运用矩形窗时,其语音信号能量可简化为如式(2)所示。

En = ∑ x2 (m)
(3)
m = −∞
在这里可以理解为:
■■2.1 语音信号处理基本知识
■■3.2 语音信号的采集
2.1.1 语音信号分析技术
3.2.1 语音信号的量化编码采样
语音信号分析是语音信号处理过程的前提和基础,通过
将模拟信号的语音信号转变化数字化信号前,为了提高
分析语音信号本质特征的参数(如频域信息和时域信息), 信号精度和抗干扰性的目的,这就要求该语音信号进行防混
平稳的特性,所以本文可以通过录取一小段声音来做实验 验证。介于人类的发声特点可以得知,人类的发声语音在 频域内其频谱主要集中在 20-4000Hz。在这里本文通过计 算机声卡对语音信号进行 8kHz 的采样速率进行语音信号 的抽样,进而可以得到离散的语音信号。在这里本文通过 MATLAB 来展现蔡妍语音信号的时域和频域的波形特点,如 图 1 和图 2 分别所示信号的时域图和频域图。

基于MATLAB的语音信号处理研究毕业论文

基于MATLAB的语音信号处理研究毕业论文

基于MATLAB的语音信号处理研究毕业论文摘要小波分析理论是一种新兴的信号处理理论,它在时间上和频率上都有很好的局部性,这使得小波分析非常适合于时-频分析,借助时-频局部分析特性,小波分析理论已经成为信号去噪中的一种重要的工具。

利用小波方法去噪,是小波分析应用于实际的重要方面。

小波去噪的关键是如何选择阈值和如何利用阈值来处理小波系数,通过对小波阈值化去噪的原理介绍,运用MATLAB 中的小波工具箱,对一个含噪声信号进行阈值去噪,实例验证理论的实际效果,证实了理论的可靠性。

本文总结了去噪的背景和国内外现状,概括了小波阀值去噪的理论知识,分析了本文算法原理,选取去噪函数和含噪语音信号,通过MATLAB仿真进行了软阀值去噪实验、硬阀值实验和软硬阀值折衷实验,计算SNR值和RMSE值来评价去噪效果,进一步通过实验分析,得出该方法较FFT变换有很大的优势。

关键词:小波变换,滤波,去噪AbstractThe wavelet analysis theory is a new signal processing theory. It has a very good topicality in time and frequency, which makes thewavelet analysis very suitable for the time - frequency analysis. With the time - frequency’s local analysis characteristics, the wavelet analysis theory has become an important tool in the signal de-noising. Using wavelet methods in de-noising, is an important aspect in the applicationof wavelet analysis. The key of wavelet de-noising is how to choose a threshold and how to use thresholds to deal with wavelet coefficients. It confirms the reliability of the theory through the wavelet threshold de-noising principle, the use of the wavelet toolbox in MATLAB, carrying on threshold de-noising for a signal with noise and actual results of the example confirmation theory This paper summarizes the background and abroad of the denoising status, outlines the denoising theory of wavelet threshold, choose the denoising function and the noisy speechsignal,values the principle of the proposed algorithm through MATLAB simulation,through SNRand RMSE to evaluate the denoising effect, compared the advantages with FFT transform.Key Word: Wavelet change , Filtering , Denoising目录摘要 2Abstract II目录 III第一章绪论 11.1课题背景及意义 11.2 去噪的发展历史 11.3 国内外现状和发展趋势 21.4 本文主要研究内容与结构 2 1.5 本章小结 3第二章算法原理 42.1小波去噪基础 42.2 小波去噪原理 42.3 小波去噪步骤 52.4阈值的选取与量化 62.4.1 软阈值和硬阈值 6 2.4.2 阈值的几种形式 6 2.4.3 阀值的选取 72.5去噪效果评价标准 72.6本章小结 8第三章小波去噪的MATLAB实现 9 3.1 小波去噪函数集合 9 3.2 小波去噪函数的选取 9 3.3 含噪语音信号选择 10 3.4 小波去噪验证仿真 10 3.4.1 软阀值去噪和硬阀值去噪 10 3.4.2 软硬阈值折衷去噪 11 第四章小波去噪的MATLAB 仿真对比试验 164.1 傅里叶变换 164.2 实验结果对比 164.3本章小结 17第五章结论与展望 185.1 结论 185.2 展望 18参考文献 19致谢 20第一章绪论1.1课题背景及意义人们在语音通信过程中将不可避免地受到来自周围环境的干扰,例如传输媒介引入的噪声,通信设备内部的电噪声等。

基于MATLAB的信号处理算法在语音识别中的应用研究

基于MATLAB的信号处理算法在语音识别中的应用研究

基于MATLAB的信号处理算法在语音识别中的应用研究一、引言语音识别技术是近年来人工智能领域备受关注的研究方向之一,其在智能语音助手、语音识别系统、智能交互等领域有着广泛的应用。

而信号处理算法作为语音识别技术的核心之一,对于提高语音识别系统的准确性和稳定性起着至关重要的作用。

本文将探讨基于MATLAB的信号处理算法在语音识别中的应用研究。

二、MATLAB在信号处理中的优势MATLAB作为一种强大的科学计算软件,提供了丰富的信号处理工具箱,包括数字信号处理、滤波器设计、频谱分析等功能模块,为研究人员提供了便利的开发环境。

其优势主要体现在以下几个方面:1. 强大的算法库MATLAB拥有丰富的信号处理算法库,包括快速傅里叶变换(FFT)、数字滤波器设计、自相关函数计算等功能,可以满足不同场景下信号处理的需求。

2. 友好的编程环境MATLAB提供了直观、易学的编程接口,支持脚本编程和函数式编程,使得信号处理算法的实现更加高效和便捷。

3. 可视化分析工具MATLAB强大的可视化功能可以帮助研究人员直观地展示信号处理结果,有利于分析和调试算法,提高开发效率。

三、基于MATLAB的信号处理算法在语音识别中的应用语音信号是一种典型的时域信号,在进行语音识别前需要对其进行预处理和特征提取。

基于MATLAB的信号处理算法在语音识别中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 语音信号预处理在语音信号预处理阶段,通常需要进行去噪、降采样、分帧等操作。

MATLAB提供了丰富的滤波器设计和降噪算法,可以有效地去除噪声干扰,提高语音信号的质量。

2. 特征提取特征提取是语音识别中至关重要的一步,常用的特征包括梅尔频率倒谱系数(MFCC)、线性预测编码(LPC)等。

MATLAB提供了相应的函数库,可以方便地计算这些特征参数。

3. 模式匹配在语音识别系统中,通常采用模式匹配方法对输入语音进行识别。

基于MATLAB的模式匹配算法包括动态时间规整(DTW)、隐马尔可夫模型(HMM)等,在实现上具有较高的灵活性和可扩展性。

基于Matlab的语音信号分析与处理(DOC)

基于Matlab的语音信号分析与处理(DOC)

基于Matlab的语音信号分析与处理[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。

滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位,FIR数字滤波器和IIR滤波器是滤波器设计的重要组成部分。

MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高,深受广大科技工作者的欢迎。

课题基于MATLAB 有噪音语音信号处理与设计与实现,本人综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声清浊语音信号进行时域、频域分析和滤波。

通过理论推导得出相应结论,用MATLAB平台对语音信号加入了不同的噪声,进一步用双线性变换法设计了一个的巴特沃思低通IIR滤波器和用窗函数法设计了FIR低通滤波器,然后对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。

[关键词]清浊语音信号采集;傅里叶变换;滤波器设计;信号处理目录引言............................................. - 1 -1基本原理....................................... - 1 -1.1语音信号概述................................... - 1 -1.2数字滤波器原理................................. - 1 -2总体设计思想................................... - 2 -2.1 语音信号的采集................................ - 2 -2.2 语音信号处理工具的选择........................ - 2 -2.3 数字滤波器的设计.............................. - 2 -3语音信号分析和滤波处理 ......................... - 4 -3.1 语音信号的采集................................ - 4 -3.2 语音信号的频谱分析............................ - 4 -3.3语言信号处理................................... - 6 -4滤波器的设计[4]................................. - 10 -4.1巴特沃斯低通滤波器............................ - 10 -4.2频率响应S域到Z域的变换:.................... - 13 -4.3设计数字带通滤波器............................ - 16 -4.4窗函数法的FIR滤器波.......................... - 20 -5结果及分析.................................... - 23 -6总结.......................................... - 23 -参考文献........................................ - 24 -附录原程序.................................... - 25 -引言语言是我们人类所特有的功能,它是传承和记载人类几千年文明史,没有语言就没有我们今天人类的文明。

基于MATLAB的语音信号分析与处理研究

基于MATLAB的语音信号分析与处理研究

基于MATLAB的语音信号分析与处理研究一、引言语音是人类最基本的沟通方式,随着科技的进步,语音信号分析与处理也变得越来越重要。

MATLAB作为一种常用的科学计算软件,具有强大的信号处理功能,在语音信号分析与处理领域有着广泛的应用。

本文将对基于MATLAB的语音信号分析与处理进行研究。

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,拥有丰富的信号处理函数和工具箱,可以方便地进行语音信号分析与处理。

例如,MATLAB中的wavread函数可以读取.wav格式的语音文件,audioplayer函数可以播放语音信号,fft函数可以进行快速傅里叶变换,spectrogram函数可以绘制语音信号的谱图等等。

基于MATLAB的语音信号处理可以包括语音信号的去噪、分析、特征提取、分类等多个方面。

其中,语音信号的去噪是一项重要的任务。

在语音信号采集过程中,由于外部环境噪声的干扰,语音信号的质量会受到影响。

MATLAB可以利用卷积和滤波等技术进行去噪,提高语音信号的质量。

语音信号的分析是指对语音信号的基本参数进行测量,例如语音信号的时域、频域、能量、频谱等。

MATLAB中可以通过波形图、频谱图、谱密度图等方式对语音信号进行分析。

特征提取是语音信号处理中的重要环节,通过对语音信号的特征提取,可以为后续的分类工作奠定基础。

MATLAB中常用的语音信号特征包括倒谱系数、线性预测系数、功率谱密度等。

三、基于MATLAB的语音信号处理的应用案例1.基于MATLAB的语音识别系统语音识别技术是近年来发展迅速的一项技术。

可以通过语音识别技术实现语音指令控制、语音输入等功能。

基于MATLAB的语音识别系统可以通过对语音信号的分析、特征提取、分类等工作实现。

在语音识别系统中,广泛应用了HMM(隐马尔可夫模型)和GMM(高斯混合模型)等模型。

2.基于MATLAB的语音合成系统语音合成技术是将文本转换为语音的一种技术,可以实现语音合成、语音替换等功能。

基于MATLAB的语音信号处理算法优化与性能分析

基于MATLAB的语音信号处理算法优化与性能分析

基于MATLAB的语音信号处理算法优化与性能分析语音信号处理是数字信号处理领域中的一个重要分支,其应用涵盖了语音识别、语音合成、语音增强等多个领域。

在实际应用中,如何优化语音信号处理算法并进行性能分析是提高系统性能和效率的关键。

本文将围绕基于MATLAB的语音信号处理算法优化与性能分析展开讨论。

一、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,在语音信号处理领域有着广泛的应用。

其丰富的工具箱和便捷的编程环境使得研究人员可以快速实现各种语音信号处理算法,并进行性能评估和优化。

在MATLAB中,可以方便地读取、录制、播放语音信号,并进行频域分析、时域分析等操作,为后续的算法优化和性能分析提供了基础。

二、语音信号处理算法优化方法1. 算法复杂度分析在优化语音信号处理算法时,首先需要对算法的复杂度进行分析。

通过评估算法在不同输入规模下的计算时间和内存消耗,可以找到算法的瓶颈所在,并有针对性地进行优化。

MATLAB提供了丰富的性能分析工具,如tic和toc函数可以用来计算代码段的执行时间,帮助我们快速定位性能瓶颈。

2. 算法结构优化除了对算法复杂度进行分析外,还可以通过调整算法结构来提升性能。

比如采用更高效的数据结构、减少循环次数、合并重复计算等方式来减少计算量,从而提高算法的运行效率。

在MATLAB中,可以利用向量化操作和矩阵运算来加速代码执行,减少不必要的循环操作。

3. 并行计算优化针对一些计算密集型的语音信号处理算法,可以考虑利用MATLAB 中的并行计算功能来加速运行速度。

通过将任务拆分成多个子任务,并行执行,可以充分利用多核处理器的性能优势,提高算法的运行效率。

MATLAB提供了方便易用的并行计算工具,如parfor循环和parpool函数,帮助我们实现并行加速。

三、性能分析与评估1. 算法准确性评估在优化语音信号处理算法之前,需要首先对当前算法的准确性进行评估。

通过与标准数据集进行比对或者人工标注结果进行对比,可以评估当前算法在语音识别、降噪等任务中的表现。

基于matlab的语音信号处理与仿真设计毕业论文[管理资料]

基于matlab的语音信号处理与仿真设计毕业论文[管理资料]

兰州商学院本科生毕业论文(设计)论文(设计)题目:基于Matlab的语音信号处理与仿真学院、系:信息工程学院计算机科学与技术系专业 (方向):电子信息工程年级、班:学生姓名:指导教师:声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文(设计)是本人在导师的指导下取得的成果。

对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

因本毕业论文(设计)引起的法律结果完全由本人承担。

本毕业论文(设计)成果归兰州商学院所有。

特此声明毕业论文(设计)作者签名:年月日基于Matlab的语音信号处理与仿真摘要语音信号处理是研究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。

,各种函数调用等对语音信号进行采集、提取、变频、变幅,傅里叶变换、滤波等简单处理。

程序界面简练,操作简便,具有一定的实际应用意义。

[关键词] 语音信号Matlab 信号处理GUIABSTRACTVoice signal processing is to study the use of digital signal processing technology and knowledge of the voice processing of the emerging discipline is the fastest growing areas of information science one of the core technology. In this article, using comprehensive use GUI interface design, various function calls to simple processing of the voice signals such as collection, extraction, adjustment of frequency and amplitude, Fourier transform and filtering. The program interface is concise, simple and has some significance in practice.[Key Words] Voice Signal, Matlab, Signal Processing, GUI目录一、引言 (1)(一)课题的背景及意义 (1)(二)国内外的研究现状 (2)(三)本文主要内容 (2)二、语音信号处理基本知识和仿真环境 (3)(一)语音信号处理理论依据 (3)1、采样定理 (3)2、采样频率 (3)3、采样位数和采样频率 (4)(二)语音信号的分析及处理 (4)1、语音的录入与打开 (4)2、时域信号的FFT分析 (5)3、倒谱的概念 (5)4、数字滤波器设计原理 (6)(三)仿真环境 (7)三、语音信号处理的总体方案 (10)(一)本文基本要求 (10)(二)语音信号的处理 (10)1、语音信号的采集 (10)2、语音信号的处理 (10)3、语音信号的效果显示 (11)4、语音信号处理方框图 (11)四、语音信号处理实例 (12)(一)信号的采集 (12)(二)语音信号的提取 (13)(二)语音信号的调整 (14)1、语音信号的频率调整 (15)2、语音信号的振幅调整 (16)(三)语音信号的傅里叶变换 (18)(四)语音信号的滤波 (20)1、语音信号的低通滤波 (20)2、语音信号的高通滤波 (22)3、语音信号的带通滤波 (24)4、语音信号的带阻滤波 (25)五、图形用户界面制作 (26)六、结论 (28)参考文献 (30)致谢 (31)基于Matlab的语音信号处理与仿真一、引言(一)课题的背景及意义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的语音信号分析及处理开题报告

基于MATLAB的语音信号分析及处理开题报告

基于MATLAB的语音信号分析及处理开题报告基于MATLAB的语音信号分析及处理开题报告毕业设计开题报告设计题目基于MATLAB的语音信号分析及处理学生姓名系、专业指导教师选题目的和意义:语音处理是最早采用数字信号处理技术的领域之一,本世纪50年代提出的语音形成数字模型,被广泛应用于语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人确认、语音邮件和语音存储等。

因此研究语音信号的数字处理技术,有很大的工程意义,而实现的工程软件是MATLAB。

利用MATLAB设计滤波器,可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数,直观简便,极大的减轻了工作量,有利于滤波器设计的最优化。

利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现,从而加深对所学知识的理解,建立概念。

本课题在国内外的研究状况及发展趋势:数字处理技术已经成熟,正在获得广泛应用。

目前在数字领域和通信领域正在发生一场数字化革命。

DSP在其中扮演很重要的角色,它为新体制新算法和新原理提供了最佳的实现条件。

主要研究内容:MATLAB是主要适用于矩阵运算和信息处理领域的分析设计,它使用方便,输入简捷,运算高效,内容丰富,并且很容易由用户自行扩展.MATLAB当前已成为美国和其他发达国家在大学教学和教学研究中最常用而必不可少的工具.传统的数字滤波器的设计过程复杂,计算工作量大,滤波特性调整困难,影响了它的应用。

本文介绍了利用MATLAB快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法,综合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,通过理论推导得到相应结论,给出了使用MATLAB语言进行程序设计并进行界面设计的详细步骤。

实验设计:录制一段自己的语音信号,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;给定滤波器的性能指标,采用窗函数法或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语音信号进行滤波,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;最后,用 MATLAB 设计一个信号处理系统界面。

基于MATLAB的语音信号的处理

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语音信号处理

MATLAB语音信号处理

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。

MATLAB技术语音信号处理

MATLAB技术语音信号处理

MATLAB技术语音信号处理一、引言语音信号处理是一门重要的学科,广泛应用于通信、语音识别、音频处理等领域。

而MATLAB作为一种强大的科学计算软件,为语音信号处理提供了丰富的工具包和函数库。

本文将介绍MATLAB在语音信号处理中的应用和技术。

二、语音信号的获取语音信号是由声音波动产生的振动信号。

在MATLAB中,可以通过调用麦克风设备或读取音频文件的方式获取语音信号。

通过内置函数和工具箱,可以对语音信号进行实时处理或离线处理。

三、语音信号预处理在进行语音信号处理之前,需要对语音信号进行预处理,以滤除噪声和提取关键信息。

MATLAB提供了丰富的预处理函数和工具,如加窗、提取谱特征、语音分割等。

四、语音信号分析语音信号分析是语音信号处理的核心环节之一。

在MATLAB中,可以使用时域分析、频域分析、短时傅里叶变换等方法对语音信号进行分析。

此外,还可以通过小波分析、线性预测分析等技术提取语音信号的特征。

五、语音信号合成通过分析得到的语音信号特征,可以进行语音信号的合成。

MATLAB提供了多种合成算法和函数,如基频周期法、线性预测编码法等。

通过合成技术,可以实现对语音信号的合成和转换。

六、语音信号增强语音信号往往受到环境噪声的影响,降低了语音信号的质量和可理解性。

为了提高语音信号的清晰度和鲁棒性,需要进行语音信号增强。

MATLAB提供了多种经典的语音增强算法,如谱减法、最小均方差法等。

七、语音识别语音识别是将语音信号转化为文本或命令的过程。

MATLAB提供了强大的语音识别工具箱,包括模型训练、特征提取、分类和评估等功能。

通过使用这些工具,可以实现自动语音识别和语音命令控制。

八、语音合成语音合成是通过计算机生成语音信号。

MATLAB提供了多种语音合成算法和工具,如文本到语音转换、语音合成模型等。

通过使用这些工具,可以生成自然流畅的语音信号。

九、语音信号处理应用领域语音信号处理在许多领域都有广泛的应用。

例如,通信领域中的语音编解码、降噪和增强;医学领域中的心脏音频分析和语音识别用于医疗记录;音频处理领域中的音频编辑和转换等。

基于MATLAB语音信号分析与处理ppt

基于MATLAB语音信号分析与处理ppt

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FIR滤波器的窗函数设计
3.基于哈明窗高通滤波器设计
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FIR滤波器的窗函数设计
4.基于矩形窗带阻滤波器设计
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6.语音信号的效果显示:
通过用户图形界面的输出功能,将处理后的信号的语音进 行播放,试听处理后的效果。
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Thank you
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5.语音信号的滤波:设计FIR好玩IIR滤波器,滤除语音信号中加噪的噪 音部分,可采用低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波,并比较各 种滤波后的效果。信号的滤波采用了四种滤波方式,来观察各种滤波性 Text 1 sub text 能的优缺点。如下图所示。信号滤波低通滤波器带通滤波器带阻滤波器 高通滤波器 Text 2 信号滤波
信号的调 整
幅度的调 整
频率的调 整
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(1)语音信号的时域FFT分析 FFT即为快速傅氏变换,是离散傅氏变换的快速算法 ,它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性,对离 散傅立叶变换的算法进行改进获得的。在 MATLAB的信号 Diagram 2 处理工具箱中数FFT和IFFT用于快速傅立叶变换和逆变换 。函数FFT用于序列快速傅立叶变换,其调用格式为 y=fft(x),其中,x是序列,y是序列的FFT,x可以为一向量 或矩阵,若x为一向量,y是x的FFT且和x相同长度若x为一 矩阵,则y是对矩阵的每一列向量进行FFT。如果x长度是2 的幂次方,函数fft执行高速基-2FFT算法,否则fft执行一 Diagram 3 Diagram 4 种混合基的离散立叶变换算法,计算速度较慢。函数 FFT 的另一种调用格式为y=fft(x,N)x,y意义同前,N正整数。 函数执行N点的FFT,若x为向量且长度小于N,则函数将x 补零至长度N;若量x的长度大于N,则函数截短x使之长度 为N;若x 为矩阵,按相同方法对x进行处理。

基于MATLAB的语音信号分析和处理

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语音信号滤波处理

基于matlab语音信号滤波处理

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计的主要内容 (1)1.3 设计要求 (1)第二章设计原理 (2)2.1 语音信号及处理 (2)2.2 语音信号的时域分析 (2)2.3 语音信号的频域分析 (3)2.4 数字滤波器 (3)第三章各部分电路原理 (5)3.1实验程序源代码 (5)3.1.1原语音信号的时域、频域图 (5)3.1.2低通滤波器的设计 (5)3.1.3高通滤波器的设计 (6)3.1.4带通滤波器的设计 (6)3.1.5带阻滤波器的设计 (7)3.1.6语音信号的回放(分别执行) (8)3.1.7原代码中各函数介绍 (8)3.2调试结果描述 (9)第四章分析与问题 (18)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第一章绪论1.1 设计目的1、学会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、基本理论和基本方法;4、学会用MATLAB对信号进行分析和处理。

1.2 设计的主要内容设计一个简单的语音信号分析系统,实现对语音信号时域波形显示、进行频谱分析,利用滤波器滤除噪声、对语音信号的参数进行提取分析等功能。

采用MATLAB设计语言信号分析相关程序。

1、录制一段1S左右的声音文件;2、设计三种滤波器对信号进行滤波(包括低通,高通和带通);3、对滤波前后的波形进行比较;4、回放各个部分的语音信号。

1.3 设计要求1、要求每个学生独立完成设计任务;2、学会查阅技术手册和文献资料;3、在实验室条件下,按照设计要求,完成基于MATLAB的语音信号滤波处理设计;4、要求提交设计报告书一份。

第 1 页共 22 页吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第二章设计原理2.1 语音信号及处理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。

基于MATLAB的语音信号预处理——06111001014——刘代龙——王晓丽

基于MATLAB的语音信号预处理——06111001014——刘代龙——王晓丽

毕业论文题目:基于MATLAB的语音信号预处理学号:************名:***教学院:理学院专业班级:物理学指导教师:王晓丽(讲师)完成时间:2014年4月20日毕节学院教务处制目录摘要: (i)Abstract:.............................................................................................................. i i 引言 (1)1.MATLAB的简介及语音信号处理的概述 (1)1.1. MATLAB的简介 (1)1.2. 语音信号处理的概述 (1)2.对模拟信号进行处理 (2)2.1常用的信号调理环节 (2)2.2调制与调解 (3)2.2.1测试信号的调制 (3)2.2.2 测试信号的调解 (4)3.对语音信号进行预加重处理及加窗处理 (4)3.1.语音信号的预加重处理 (4)3.2语音信号的加窗处理 (5)小结 (10)参考文献 (11)致谢 (12)基于MATLAB的语音信号预处理作者:刘代龙专业班级:物理学2010级(一)班学号:***********指导教师:王晓丽摘要:本文主要讨论运用MATLANB软件对于因信号进行预处理。

简单介绍了MATLAB的基本操作和应用,概括介绍了语音信号的预处理方法,即运用MATLAB 对语音信号进行预加重处理和分桢加窗处理。

一般而言语音处理有两种目的:一种是对语音信号进行分析,提取特征参数,用于后续处理;另一种是加工语音信号,滤除语音中的噪音,获得“干净”的语音。

总而言之,用MATLAB对语音信号进行的预处理的目的在于方便更进一步的语音信号处理。

关键词:MATLAB 预加重分桢加窗预处理MATLAB-based speech signal preprocessingCandidate: Liu Dai-long Major: physicsStudentNo.************Advisor: Wang Xiao-liAbstract:This paper discusses the use of MATLANB software for signal preprocessing result. Introducing the basic operation and application of MATLAB, an overview of the speech signal preprocessing methods that use MATLAB speech signal pre-emphasis and sub-frame window treatment. Purposing speech processing have two sides: one is the speech signal analysis, feature extraction parameters for subsequent processing; other is a voice signal processing, speech in noise filtering, access to "clean" the voice . In a word, the purpose of the pretreatment of the speech signal using MATLAB is convenient to further speech signal processing.Key words: MATLAB pre-emphasis Windowed sub-Lo preprocessing引言随着近年来信息技术的迅猛发展,特别是在美国Mathworks公司推出MATLAB这款用于算法开发、数据可视化、数据分析及数值计算的商业软件后,许多领域都得到了一个黄金发展时机,特别是语音信号处理领域更是凸显出这种优势。

基于MATLAB的语音信号分析与处理系统的设计

基于MATLAB的语音信号分析与处理系统的设计

数字信号处理大作业基于MATLAB的语音信号分析与处理系统的设计班级:物联网1401学号:姓名:zk目录一、设计目的 (3)二、设计内容及要求 (3)2.1设计内容 (3)2.2设计要求 (3)三、详细设计过程 (4)3.1语音信号的采集 (4)3.2 原始语音信号的时域频域分析 (4)3.3原始语音信号加噪 (5)3.4设计滤波器 (6)3.5 MATLAB语音信号处理界面设计 (8)3.6 利用C语言得出声音带宽 (11)四、调试结果 (12)五、结论 (12)参考文献 (13)一、设计目的综合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结论,再利用 MATLAB和C语言作为编程工具进行计算机实现,从而加深对所学知识的理解,建立概念。

二、设计内容及要求2.1设计内容①录制一段自己的语音信号(我是物联网1401班的张坤),并对录制的信号进行采样.②画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。

③给定滤波器的性能指标,采用窗函数法或双线性变换设计滤波器,并画出滤波器的频率响应。

④利用设计的滤波器对采集的语音信号进行滤波,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.⑤用 MATLAB 设计一信号处理系统界面。

⑥利用C语言对录制语音信号进行FFT变换(取其中的1024进行),计算出自己声带的带宽。

2。

2设计要求①学会 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.⑥学会用C语言进行FFT程序的编写和算法效果的仿真.三、详细设计过程3。

1语音信号的采集利用PC 机上的声卡和Windows 操作系统实现语音信号的的采集。

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毕业论文题目:基于MATLAB的语音信号预处理学号:************名:***教学院:理学院专业班级:物理学指导教师:王晓丽(讲师)完成时间:2014年4月20日毕节学院教务处制目录摘要: (i)Abstract:.............................................................................................................. i i 引言 (1)1.MATLAB的简介及语音信号处理的概述 (1)1.1. MATLAB的简介 (1)1.2. 语音信号处理的概述 (1)2.对模拟信号进行处理 (2)2.1常用的信号调理环节 (2)2.2调制与调解 (3)2.2.1测试信号的调制 (3)2.2.2 测试信号的调解 (4)3.对语音信号进行预加重处理及加窗处理 (4)3.1.语音信号的预加重处理 (4)3.2语音信号的加窗处理 (5)小结 (10)参考文献 (11)致谢 (12)基于MATLAB的语音信号预处理作者:刘代龙专业班级:物理学2010级(一)班学号:***********指导教师:王晓丽摘要:本文主要讨论运用MATLANB软件对于因信号进行预处理。

简单介绍了MATLAB的基本操作和应用,概括介绍了语音信号的预处理方法,即运用MATLAB 对语音信号进行预加重处理和分桢加窗处理。

一般而言语音处理有两种目的:一种是对语音信号进行分析,提取特征参数,用于后续处理;另一种是加工语音信号,滤除语音中的噪音,获得“干净”的语音。

总而言之,用MATLAB对语音信号进行的预处理的目的在于方便更进一步的语音信号处理。

关键词:MATLAB 预加重分桢加窗预处理MATLAB-based speech signal preprocessingCandidate: Liu Dai-long Major: physicsStudentNo.************Advisor: Wang Xiao-liAbstract:This paper discusses the use of MATLANB software for signal preprocessing result. Introducing the basic operation and application of MATLAB, an overview of the speech signal preprocessing methods that use MATLAB speech signal pre-emphasis and sub-frame window treatment. Purposing speech processing have two sides: one is the speech signal analysis, feature extraction parameters for subsequent processing; other is a voice signal processing, speech in noise filtering, access to "clean" the voice . In a word, the purpose of the pretreatment of the speech signal using MATLAB is convenient to further speech signal processing.Key words: MATLAB pre-emphasis Windowed sub-Lo preprocessing引言随着近年来信息技术的迅猛发展,特别是在美国Mathworks公司推出MATLAB这款用于算法开发、数据可视化、数据分析及数值计算的商业软件后,许多领域都得到了一个黄金发展时机,特别是语音信号处理领域更是凸显出这种优势。

MATLAB在语音信号的处理方面更是倍受青睐。

由于语音信号是一种非平稳的时变信号,他携带着各种信息,而在语音的传输过程中要将语音信号进行处理。

在语音信号的处理之前进行预处理则是语音信号处理的前提。

一方面,数学软件MATLAB的不断升级和改进更加促进人们对语音信号在现实生活中的应用普遍化。

另一方面,为了语音信号实用化的需要,人们自适用、听觉模型、快速搜索、识别算法以及进一步的语言模型的研究等课题更受关注。

基于此,用MATLAB来对语音信号进行处理就显得至关重要了[]5。

本文内容分三部分:第一部分是对MATLAB进行简介及语音信号处理的概述;第二部分对模拟信号进行处理;第三部分则是对语音信号进行预加重处理和加窗处理。

1.MATLAB的简介及语音信号处理的概述1.1.MATLAB的简介MATLAB是由矩阵(Matrix)和实验室(laboratory)两个英文单词的前三个字母组成,意为“矩阵实验室”。

它是以矩阵作为基本数据单元的一种程序设计语言,提供了数据分析、算法实现与应用开发的交互式开发环境[2]。

MATLAB是有着非常强大的功能一个软件,单是基本的MATLAB产品就有1000多个内部函数可供调用,这比其他任何工具提供的函数都要多。

再者,由于MATLAB具有良好的开放性,它吸收了符号运算功能最强大的功能软件Maple的优点,在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JAVA的支持,可以对其直接调用。

用户还可以将自己编写的程序导入到MATLAB函数库中方便自己今后调用。

此外,有许多MATLAB爱好者编写的一些经典的程序,用户也可以直接下载使用。

这样,MATLAB在数值计算、符号运算及图形处理等方面在同类产品中占尽了优势,可以说,由于MATLAB的强大功能,再加上它比较简单易学,MATLAB 已成为高校师生、科研人员和工程技术人员的最佳选择[3]。

1.2.语音信号处理的概述语音信号处理是基于语音学和数字信号处理为基础而形成的一门综合性学科,简称语音处理。

语音处理的目的是为了得到一些语音参数以方便其高效的传输或存储,或者通过处理某种运算以达到某种用途的要求。

它包括语音编码、合成、识别和说话人识别四个大分支。

语音是人的发音器官发出的能起社会交际作用的声音。

它具有一定的意义,这也是是语言的声音同自然界其他一切声音的本质区别。

人体外的声音自不必说,就是人的发声器官发出的声音,也并非都是语言,如打哈欠、打喷嚏等,虽然也传递了某种信息,但声音的发出不是为了交际,而是人体本能的生理反应;又比如口技演员的表演、吹口哨、哭、笑等,这些声音的发出是有目的的,不是单纯的生理现象,但是声音与意义之间没有固定的结合关系,不能代表意义的声音符号,只能展示技巧,代表情绪。

以上这些声音都不是语言[]3。

语言的声音离不开它所代表的意义,它们是一个相互依存的统一。

一方面发音器官发出的声音要成为该意义的代表,这就要求它必须同意义紧密结合,才能成为语音;另一方面,意义必须借助声音方能被人感知、被人接受,没有声音,意义将无法表达。

综上所述,对语音信号的处理就更显得意义非凡了。

实际的语音信号是模拟信号,因此在对它进行数字处理之前,首先要对该模拟信号S(t)以采样周期T采样并将它离散化为S(n),采样周期的选取应根据语音信号的带宽(依奈奎斯特采样定理)来确定,以避免信号混叠失真。

接下来,在对离散的语音信号进行量化处理的过程中会带来一定的失真和量化噪音。

实际操作中,数字语音的获得途径一般有正式的和非正式的两种。

正式的是指语音研究机构或大公司发布的被大家认可的语音数据库,非正式的是研究者个人自己随时随地用录音软件录制的一些发音和语句。

2.对模拟信号进行处理模拟信号处理,是运用一定的数学模型所组成的运算网络来实现的直接对连续信号进行分析和处理的过程。

绝大多数传感器输出的电信号非常微弱,需要进一步放大;有的传感器输出的是电容、电感等电参量,需要把它们转化为后续设备能够识别的电压量;若仅针对部分频段的信号进行测试,则可以把输出信号进行分离并得到所需的频率成分,由后续环节进行更进一步的分析和处理;而对于计算机、数字式仪器和数字式仪表来说,模拟信号的处理也是必不可少的。

可见,模拟信号只有经过预处理,才能与A/D 等转换设备相匹配。

采用模拟信号处理技术对传感器的输出信号进行处理,是传感器到显示、记录或数字化分析的前向通道终必不可少的重要环节,通常称之为信号调理。

2.1常用的信号调理环节常用的信号调理环节有电桥、放大器、滤波器和调制与调解。

欲使信号放大,就需要用到放大器,足够的放大倍数、高输入低输出的阻抗及高共模抑制能力和低漂移、低噪声、低失调电压和电压和电流是对放大器的要求。

这样的放大器将传感器输出的微弱信号进行放大,以达到后续处理的要求。

常用的放大器类型有直流放大器、交流放大器和电荷放大器三种。

放大器的放大倍数是关键参数(1).直流放大器的工作点随温度等的变化而波动导致了电路的稳定性成为设计的重点。

(2).交流放大器的工作点保持在0V不变时,信号上下波动变化受温漂影响较小且电路稳定性好,结构简单。

(3).电荷放大器是一种特殊的放大器,设计中让输出电压随传感器电荷变化而变化,主要应用在压电式传感器中。

2.2调制与调解有些被测物理量,如力、位移、温度等,经过传感器检测输出后多数是低频缓变的微弱信号。

对这类信号若直接采用直流放大传输,容易受低频干扰、放大器零漂源等的影响。

目前较常用的调制方法是先调制成高频交流信号后,再进行交流放大和传输。

所以,调制解决微弱缓变信号放大机传输问题的是一种调理方法。

2.2.1测试信号的调制使一个信号的某些参数在另一个信号的控制下发生变化的过程就叫做调制。

在信号调制的过程中,一般将控制高频震荡的缓变信号称为调制波;载送缓变信号的高频震荡波称为载波;经过调制的高频震荡波称为已调波。

已调波相应地有调幅波、调频波和调相波三种,测试技术中常用调幅和调频两种。

调幅、调频、调相的图解过程如图2.2.1 所示:图2.2.1中被测信号是正弦波,载波是三角波。

被测信号可以决定调幅波的包络线形状,载波的相位和频率都不改变。

调频波的载波信号的振幅与相位不变,频率改变。

而对已调波进行鉴别以恢复缓变的测量信号则是解调。

2.2.2 测试信号的调解调制利用缓变信号来控制或改变高频荡的参数(频率、幅值或相位),使之随被测信号作有规律的变化,以利于信号的放大与传输。

调制过程有三种:调幅:高频振荡的幅值受缓变信号控制,以AM 表示。

调频:高频振荡的频率受缓变信号控制,以FM 表示。

调相:高频振荡的相位受缓变信号控制,以PM 表示。

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