文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 基于matlab的语音信号滤波处理

基于matlab的语音信号滤波处理

基于matlab的语音信号滤波处理
基于matlab的语音信号滤波处理

数字信号处理课程设计基于matlab的语音信号滤波处理

学院:物电学院

专业:电子信息

班级:

学号:

姓名:

指导教师:

目录

第一章绪论 (1)

1.1数字滤波器 (1)

1.2MATLAB (1)

第二章语音信号处理 (2)

2.1语音信号的采集 (2)

2.2语音信号的频谱分析 (2)

2.3信号经低通滤波器滤波 (3)

2.4信号经高通滤波器滤波 (6)

第三章总结 (8)

参考文献: (8)

第一章绪论

1.1数字滤波器

数字滤波是数字信号分析中最重要的组成部分之一,与模拟滤波相比,它具有精度和稳定性高、系统函数容易改变、灵活性强、便于大规模集成和可实现多维滤波等优点。在信号的过滤、检测和参数的估计等方面,经典数字滤波器是使用最广泛的一种线性系统。

数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的,用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统,其输入是一组数字量,其输出是经过变换的另一组数字量。因此,数字滤波器本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用的数字计算机,也可以将所需要的运算编成程序,让通用计算机来执行。

从数字滤波器的单位冲击响应来看,可以分为两大类:有限冲击响应(FIR)数字滤波器和无限冲击响应(IIR)数字滤波器。滤波器按功能上分可以分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF)。

在很多实际应用中如语音和音频信号处理中,数字滤波器来实现选频功能。因此,指标的形式应为频域中的幅度和相位响应。在通带中,通常希望具有线性相位响应。在FIR滤波器中可以得到精确的线性相位。FIR滤波器传递函数的极点是固定在原点,是不能动的,它只能靠改变零点位置来改变它的性能,所以要达到高的选择性,必须用高的阶数,对于同样的滤波器设计指标,FIR滤波器所要求的阶数可能比IIR滤波器高5-10倍,结果成本高信号延时也较大,如果按线性相位要求来说,则IIR滤波器就必须加全通网络进行相位校正,同样大大增加了滤波器的阶数和复杂性。而FIR滤波器却可以得到严格的线性相位。

不论是IIR滤波器还是FIR滤波器的设计都包括三个步骤:

(1) 按照实际任务的要求,确定滤波器的性能指标。

(2) 用一个因果、稳定的离散线性时不变系统的系统函数去逼近这一性能指标。根据不同的要求可以用IIR系统函数,也可以用FIR系统函数去逼近。

(3) 利用有限精度算法实现系统函数,包括结构选择、字长选择等。

1.2MATLAB

MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制

等功能。MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多,工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。

功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类。

MATLAB具有许多的优点比如:语言简洁紧凑,使用方便灵活,库函数极其丰富;MATLAB既具有结构化的控制语句(如for循环,while循环,break语句和if语句),又有面向对象编程的特性;程序的可移植性很好,基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行,等等优点。

MATLAB 的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB 函数集)扩展了MATLAB 环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。

第二章语音信号处理

2.1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:

function x=yuanshixinhao(j)

[x,fs,bits]=wavread('C:\Documents and Settings\gsz\桌面\信号课程设计\matlab程序\程序\girlsday.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(1);

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);

y=fft(x); %做length(x1)点的FFT

y=fftshift(y);%平移,是频率中心为0

F= fs/length(x);%设置频谱的间隔,分辨率

plot([-fs/2:F:fs/2-F],abs(y));%画出原始语音信号的频谱图xlabel('f/HZ');

ylabel('Y');

title('原始语音信号的频谱');

end

2.2语音信号的频谱分析

由2.1节的程序可以得到频谱图图1:

图1

2.3信号经低通滤波器滤波:

先设计低通FIR滤波器,由2.1节可以得到采样频率Fs为44100HZ,bits=16。设计通带截止频率为1000HZ,阻带截止频率为1200HZ,阻带最大衰减40db。通过指标可以考虑用hanning窗口实现此低通滤波,程序如下:

function hn_flp=FLP(i)

fp=1000;

fs=1200;

as=40;

Fs=44100; %确定技术指标

wp=2*pi*fp/Fs; ws=2*pi*fs/Fs; %求归一化频率

bt=ws-wp; %求过渡带

N0=ceil(6.2*pi/bt); %用hanning窗

N=N0+mod(N0+1,2);

wc=(wp+ws)/2;

hn_flp=fir1(N-1,wc/pi,hanning(N));

freqz(hn_flp,1,512);

title('FIR低通滤波器');

end

其频谱图如图2:

图2

信号经过此滤波器,实现功能:放大信号并且滤除高频成分。程序如下:

hn=FLP(0);

[x,fs,bits]=wavread('C:\Documents and Settings\gsz\桌面\信号课程设计\matlab程序\程序\girlsday.wav'); %x:语音数据;fs:采样频率;bits:采样点数

x_low0= filter(hn,1,x);

x_low=100*x_low0;

sound(x_low,fs,bits); %话音回放

subplot(2,1,1);

plot(x_low);

xlabel('t');

ylabel('x_low');

title('信号经过低通滤波器(时域)');

subplot(2,1,2);

y=fft(x_low); %做length(x1)点的FFT

y=fftshift(y);%平移,是频率中心为0

F= fs/length(x_low);%设置频谱的间隔,分辨率

plot([-fs/2:F:fs/2-F],abs(y));%画出原始语音信号的频谱图

xlabel('f/HZ');

ylabel('Y');

title('信号经过低通滤波器(频域)');

程序运行频谱图如图3,可对比原信号图图1,可以看出高频成分减少。

图3

2.4、信号经高通滤波器滤波:

设计高通滤波器,通带截止频率5000HZ,阻带截止频率设置为4500HZ,阻带最小衰减40db。所以可以考虑用hanning高通窗口设计该高通滤波器,其程序如下:

function hn=FHP(i)

fp=5000;fs=4500;Fs=44100;as=40; %确定技术指标

wp=2*pi*fp/Fs;ws=2*pi*fs/Fs; %求归一化频率

bt=wp-ws; %求过渡带

N0=ceil(6.2*pi/bt); %用hanning窗

N=N0+mod(N0+1,2);

wc=(wp+ws)/2;

hn=fir1(N-1,wc/pi,'high',hanning(N));

freqz(hn,1,512);

title('FIR高通滤波器的幅频特性');

end

其频谱图如下图4:

图4

让原始信号通过此高通滤波器,通过图5(信号通过高通滤波器后的频谱图)

可以和图1对比,可以明显发现低频成分被滤除,程序如下:

hn=FHP(0);

[x,fs,bits]=wavread('C:\Documents and Settings\gsz\桌面\信号课程设计\matlab程序\程序\girlsday.wav'); %x:语音数据;fs:采样频率;bits:采样点数

x_low0= filter(hn,1,x);

x_low=100*x_low0;

sound(x_low,fs,bits); %话音回放

subplot(2,1,1);

plot(x_low);

xlabel('t');

ylabel('x_low');

title('信号经过高通滤波器(时域)');

subplot(2,1,2);

y=fft(x_low); %做length(x1)点的FFT

y=fftshift(y);%平移,是频率中心为0

F= fs/length(x_low);%设置频谱的间隔,分辨率

plot([-fs/2:F:fs/2-F],abs(y));%画出原始语音信号的频谱图

xlabel('f/HZ');

ylabel('Y');

title('信号经过高通滤波器(频域)');

图5

第三章总结

本次设计让我有了很大的收获,终于清楚的理解了从原始信号到滤波再到还原的过程,实现一种看的见的功能,加深了对基础知识的理解,同时也更加熟悉了matlab这个软件。不过通过这次设计也发现了自身的缺点,那就是自己理论知识没有那么贯通,还缺乏一个整体的布局。以后的日子里,要更加注重对原理的理解,同时自己应该多动手做,那样记忆才会深刻。不管怎样,在这有限的时间里我会更加努力的提高自己,为自己的梦想奋斗。

参考文献:

高西全、丁玉美《数字信号处理》第三版西安电子科技大学出版社........忽略此处.......

滤波器语音信号去噪讲解

******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2013年春季学期 信号处理课程设计 题目:基于MATLAB的FIR滤波器语音信号去噪专业班级:通信工程(1)班 姓名:王兴栋 学号:10250114 指导教师:陈海燕 成绩:

摘要 语音信号在数字信号处理中占有极其重要的地位,因此选择通过对语音信号的研究来巩固和掌握数字信号处理的基本能力十分具有代表性。对数字信号处理离不开滤波器,因此滤波器的设计在信号处理中占有极其重要的地位。而MATLAB 软件工具箱提供了对各种数字滤波器的设计。本论文“在MATLAB平台上实现对语音信号的去噪研究与仿真”综合运用了数字信号处理的各种基本知识,进而对不带噪语音信号进行谱分析以及带噪语音信号进行谱分析和滤波处理。通过理论推导得出相应的结论,再通过利用MATLAB作为编程工具来进行计算机实现比价已验证推导出来的结论。在设计过程中,通过设计FIR数字滤波器和IIR数字滤波器来完成滤波处理。在设计过程中,运用了MATLAB对整个设计中的图形的绘制和一些数据的计算以及仿真。 关键字滤波器;MATLAB;仿真;滤波

前言 语音是语言的声学表现,是人类交流信息最自然、最有效、最方便的手段。随着社会文化的进步和科学技术的发展,人类开始进入了信息化时代,用现代手段研究语音处理技术,使人们能更加有效地产生、传输、存储、和获取语音信息,这对于促进社会的发展具有十分重要的意义,因此,语音信号处理正越来越受到人们的关注和广泛的研究。 语音信号是信息技术处理中最重要的一门科学,是人类社会几步的标志。那么什么是语音?语音是人类特有的功能,也是人类获取外界信息的重要工具,也是人与人交流必不可少的重要手段。那么什么又是信号?那信号是什么呢?信号是传递信息的函数。离散时间信号——序列——可以用图形来表示。 语音信号处理是一门用研究数字信号处理研究信号的科学。它是一新兴的信息科学,同时又是综合多个学科领域的一门交叉科学。语音在我们的日常生活中随时可见,也随处可见,语音很大程度上可以影响我们的生活。所以研究语音信号无论是在科学领域上还是日常生活中都有其广泛而重要的意义。 本论文主要介绍的是的语音信号的简单处理。本论文针对以上问题,运用数字信号学基本原理实现语音信号的处理,在matlab7.0环境下综合运用信号提取,幅频变换以及傅里叶变换、滤波等技术来进行语音信号处理。我所做的工作就是在matlab7.0软件上编写一个处理语音信号的程序,能对语音信号进行采集,并对其进行各种处理,达到简单语音信号处理的目的。 对语音信号的研究,本论文采用了设计两种滤波器的基本研究方法来达到研究语音信号去噪的目的,最终结合图像以及对语音信号的回放,通过对比,得出结论。

信号系统处理 语音信号滤波处理

数字信号处理实验报告 实验名称:基于MATLAB对语音信号 进行分析及滤波处理 院系:物联网工程学院 班级:电子信息工程1101 姓名:

一、实验目的 综合计算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、实验要求 1.分析原始语音信号的时域特性和频谱特性。 2.设计一个IIR滤波器,用该滤波器对语音信号进行滤波处理,分析滤波后信号的时域特性和频谱特性。 3.设计一个FIR滤波器,用该滤波器对语音信号进行滤波处理,分析滤波后信号的时域特性和频谱特性。 三、实验原理 1.采样定理:在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max>=2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5~10倍;采样定理又称奈奎斯特定理。 采样频率越高,即采样的时间间隔越短,对声音波形的表示越精确。 2.时域信号的FFT分析:信号的频谱分析就是计算机信号的傅里叶变换。连续信号与系统的傅里叶分析显然不便于用计算机进行计算,使其应用受到限制。而FFT是一种时域和频域均离散化的变换,适合数值运算,成为用计算机分析离散信号和系统的有力工具。对连续信号和系统,可以通过时域采样,应用DFT进行近似谱分析。 3.IIR数字滤波器设计原理利用双线性变换设计IIR滤波器(巴特沃斯数字低通滤波器的设计),首先要设计出满足指标要求的模拟滤波器的传递函数Ha(s),然后由Ha(s)通过双线性变换可得所要设计的IIR滤波器的系统函数H(z)。如果给定的指标为数字滤波器的指标,则首先要转换成模拟滤波器的技术指标,这里主要是边界频率Wp和Ws的转换,对ap和as指标不作变化。边界频率的转换关系为∩=2/T tan(w/2)。接着,按照模拟低通滤波器的技术指标根据相应设计公式

语音信号处理答案

二、问答题(每题分,共分) 、语音信号处理主要研究哪几方面的内容? 语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语言信号进行处理的一门学科,语音信号处理的理论和研究包括紧密结合的两个方面:一方面,从语言的产生和感知来对其进行研究,这一研究与语言、语言学、认知科学、心理、生理等学科密不可分;另一方面,是将语音作为一 种信号来进行处理,包括传统的数字信号处理技术以及一些新的应用于语音信号的处理方法 和技术。 、语音识别的研究目标和计算机自动语音识别的任务是什么? 语音识别技术,也被称为自动语音识别,(),其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为 计算机可读的输入,例如按键、二进制编码或者字符序列。 计算机自动语音识别的任务就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本 或命令的高技术。 、语音合成模型关键技术有哪些? 语音合成是实现人机语音通信,建立一个有听和讲能力的口语系统所需的两项关键技术,该系统主要由三部分组成:文本分析模块、韵律生成模块和声学模块。.如何取样以精确地抽取人类发信的主要特征,.寻求什么样的网络特征以综合声道的频率响应,.输出合成声音的质量如何保证。 、语音压缩技术有哪些国际标准? 二、名词解释(每题分,共分) 端点检测:就从包含语音的一段信号中,准确的确定语音的起始点和终止点,区分语音信号和非语音信号。 共振峰:当准周期脉冲激励进入声道时会引起共振特性,产生一组共振频率,称为共振峰频率或简称共振峰。 语谱图:是一种三维频谱,它是表示语音频谱随时间变化的图形,其纵轴为频率,横轴为时间,任一给定的频率成分在给定时刻的强弱用相应点的灰度或色调的浓淡来表示。 码本设计:就是从大量信号样本中训练出好的码本,从实际效果出发寻找好的失真测度定义 公示,用最少的搜素和计算失真的运算量。 语音增强:语音质量的改善和提高,目的去掉语音信号中的噪声和干扰,改善它的质量 三、简答题(每题分,共分) 、简述如何利用听觉掩蔽效应。 一个较弱的声音(被掩蔽音)的听觉感受被另一个较强的声音(掩蔽音)影响的现象称为人耳的“掩蔽效应”。人耳的掩蔽效应一个较弱的声音(被掩蔽音)的听觉感受被另一个较强的声 音(掩蔽音)影响的现象称为人耳的“掩蔽效应”。被掩蔽音单独存在时的听阈分贝值,或者 说在安静环境中能被人耳听到的纯音的最小值称为绝对闻阈。实验表明,—绝对闻阈值最小,即人耳对它的微弱声音最敏感;而在低频和高频区绝对闻阈值要大得多。在范围内闻阈随频率变化最不显著,即在这个范围内语言可储度最高。在掩蔽情况下,提高被掩蔽弱音的强度, 使人耳能够听见时的闻阈称为掩蔽闻阈(或称掩蔽门限),被掩蔽弱音必须提高的分贝值称为 掩蔽量(或称阈移)。 、简述时间窗长与频率分辨率的关系。 采样周期、窗口长度和频率分辨率△之间存在下列关系:△(*) 可见,采样周期一定时,△随窗口宽度的增加而减少,即频率分辨率相应得到提高,但同时时间分辨率降低;如果窗口取短,频率分辨率下降,而时间分辨率提高,因而二者是矛盾的。 、简述时域分析的技术(最少三项)及其在基因检测中的应用。()

matlab语音信号采集与初步处理要点

《matlab与信号系统》实验报告 学院: 学号: 姓名: 考核实验——语音信号采集与处理初步 一、课题要求 1.语音信号的采集 2.语音信号的频谱分析 3.设计数字滤波器和画出频率响应 4.用滤波器对信号进行滤波 5.比较滤波前后语音信号的波形及频谱 6.回放和存储语音信号 (第5、第6步我放到一起做了) 二、语音信号的采集 本段音频文件为胡夏演唱的“那些年”的前奏(采用Audition音频软件进行剪切,时长17秒)。运行matlab软件,在当前目录中打开原音频文件所在的位置,采用wavread函数对其进行采样,并用sound函数可进行试听,程序运行之后记下采样频率和采样点。 利用函数wavread对语音信号的采集的程序如下: clear; [y,fs,bits]=wavread('music.wav'); %x:语音数据;fs:采样频率;bits:采样点数sound(y,fs,bits); %话音回放 程序运行之后,在工作区间中可以看到采样频率fs=44100Hz,采样点bits=16

三、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。语音信号的FFT频谱分析的完整程序如下: clear; [y,fs,bits]=wavread('music.wav'); %x:语音数据;fs:采样频率;bits:采样点数sound(y,fs,bits); %话音回放 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: 四、设计数字滤波器和画出频率响应 根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标: 1)低通滤波器性能指标,fp=1000Hz,fc=1200 Hz,As=100dB,Ap=1dB; 2)高通滤波器性能指标,fc=4800 Hz,fp=5000 Hz As=100dB,Ap=1dB。

语音信号的处理与滤波

广西工学院 数字信号处理课程设计设计题目:语音信号的处理与滤波 系别: 学号: 姓名: 班级: 指导教师: 完成日期:

目录 1. 摘要 (3) 2.MATLAB简介 (3) 3.设计目的 (4) 4.设计内容 (4) 5.设计原理 (4) 6.设计步骤 (5) 7.总结与分析 (10) 8.参考资料 (10)

摘要 本课题分析了数字信号处理课程的重要性及特点,可以帮助理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法;并利用MATLAB对语音信号进行分析和处理,要求采集语音信号后,在MATLAB软件平台进行频谱分析。用设计的数字滤波器对语音信号进行了滤波 MATLAB简介 MATLAB 是一种对技术计算高性能的语言。它集成了计算,可视化和编程于一个易用的环境中,在此环境下,问题和解答都表达为我们熟悉的数学符号。典型的应用有: ?数学和计算 ?算法开发 ?建模,模拟和原形化 ?数据分析,探索和可视化 ?科学与工程制图 ?应用开发,包括图形用户界面的建立 MATLAB是一个交互式的系统,其基本数据元素是无须定义维数的数组。这让你能解决很多技术计算的问题,尤其是那些要用到矩阵和向量表达式的问题。而要花的时间则只是用一种标量非交互语言(例如C或Fortran)写一个程序的时间的一小部分。 . 名称“MATLAB”代表matrix laboratory(矩阵实验室)。MATLAB最初是编写来提供给对由LINPACK和EINPACK工程开发的矩阵软件简易访问的。今天,MATLA B使用由LAPACK和ARPACK工程开发的软件,这些工程共同表现了矩阵计算的软件中的技术发展。 MATLAB已经与许多用户输入一同发展了多年。在大学环境中,它是很多数学类、工程和科学类的初等和高等课程的标准指导工具。在工业上,MATLAB是高产研究、开发和分析所选择的工具。 MATLAB以一系列称为工具箱的应用指定解答为特征。对多数用户十分重要的是,工具箱使你能学习和应用专门的技术。工具箱是是MATLAB函数(M-文件)的全面的综合,这些文件把MATLAB的环境扩展到解决特殊类型问题上。具有可用工具箱的领域有:信号处理,控制系统神经网络,模糊逻辑,小波分析,模拟等等。

基于MATLAB的语音信号处理系统设计(程序+仿真图)--毕业设计

语音信号处理系统设计 摘要:语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科。语音信号处理的目的是得到某些参数以便高效传输或存储,或者是用于某种应用,如人工合成出语音、辨识出讲话者、识别出讲话内容、进行语音增强等。本文简要介绍了语音信号采集与分析以及语音信号的特征、采集与分析方法,并在采集语音信号后,在MATLAB 软件平台上进行频谱分析,并对所采集的语音信号加入干扰噪声,对加入噪声的信号进行频谱分析,设计合适的滤波器滤除噪声,恢复原信号。利用MATLAB来读入(采集)语音信号,将它赋值给某一向量,再将该向量看作一个普通的信号,对其进行FFT变换实现频谱分析,再依据实际情况对它进行滤波,然后我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放,以便在听觉上来感受声音的变化。 关键词:Matlab,语音信号,傅里叶变换,滤波器 1课程设计的目的和意义 本设计课题主要研究语音信号初步分析的软件实现方法、滤波器的设计及应用。通过完成本课题的设计,拟主要达到以下几个目的: 1.1.了解Matlab软件的特点和使用方法。 1.2.掌握利用Matlab分析信号和系统的时域、频域特性的方法; 1.3.掌握数字滤波器的设计方法及应用。 1.4.了解语音信号的特性及分析方法。 1.5.通过本课题的设计,培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 2 设计任务及技术指标 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,并且利用GUI设计图形用户界面。具体任务是: 2.1.采集语音信号。 2.2.对原始语音信号加入干扰噪声,对原始语音信号及带噪语音信号进行时频域分析。 2.3.针对语音信号频谱及噪声频率,设计合适的数字滤波器滤除噪声。 2.4.对噪声滤除前后的语音进行时频域分析。 2.5.对语音信号进行重采样,回放并与原始信号进行比较。 2.6.对语音信号部分时域参数进行提取。 2.7.设计图形用户界面(包含以上功能)。 3 设计方案论证 3.1语音信号的采集 使用电脑的声卡设备采集一段语音信号,并将其保存在电脑中。 3.2语音信号的处理 语音信号的处理主要包括信号的提取播放、信号的重采样、信号加入噪声、信号的傅里叶变换和滤波等,以及GUI图形用户界面设计。 Ⅰ.语音信号的时域分析 语音信号是一种非平稳的时变信号,它携带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在与方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法,其中时域分析是最简单的方法。 Ⅱ.语音信号的频域分析 信号的傅立叶表示在信号的分析与处理中起着重要的作用。因为对于线性系统来说,可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应,所以傅立叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。另外,傅立叶表示使信号的某些特性变得更明显,因此,它能更

基于matlab的语音信号的采集与处理

文档从互联网中收集,已重新修正排版,word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。 目录 第1章前言 ................................................................................................... 错误!未定义书签。第2章语音信号分析处理的目的和要求 ................................................... 错误!未定义书签。 2.1MATLAB软件功能简介................................................................. 错误!未定义书签。 2.2课程设计意义 .................................................................................. 错误!未定义书签。第3章语音信号的仿真原理..................................................................... 错误!未定义书签。第4章语音信号的具体实现..................................................................... 错误!未定义书签。 4.1语音信号的采集................................................................................ 错误!未定义书签。 4.2语音信号加噪与频谱分析................................................................ 错误!未定义书签。 4.3设计巴特沃斯低通滤波器................................................................ 错误!未定义书签。 4.4用滤波器对加噪语音滤波................................................................ 错误!未定义书签。 4.5比较滤波前后语音信号波形及频谱................................................ 错误!未定义书签。第5章总结................................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献......................................................................................................... 错误!未定义书签。附录................................................................................................................. 错误!未定义书签。

语音信号处理实验报告

通信与信息工程学院 信息处理综合实验报告 班级:电子信息工程1502班 指导教师: 设计时间:2018/10/22-2018/11/23 评语: 通信与信息工程学院 二〇一八年 实验题目:语音信号分析与处理 一、实验内容 1. 设计内容 利用MATLAB对采集的原始语音信号及加入人为干扰后的信号进行频谱分析,使用窗函数法设计滤波器滤除噪声、并恢复信号。 2.设计任务与要求 1. 基本部分

(1)录制语音信号并对其进行采样;画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。 (2)对所录制的语音信号加入干扰噪声,并对加入噪声的信号进行频谱分析;画出加噪后信号的时域波形和频谱图。 (3)分别利用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman 窗几种函数设计数字滤波器滤除噪声,并画出各种函数所设计的滤波器的频率响应。 (4)画出使用几种滤波器滤波后信号时域波形和频谱,对滤波前后的信号、几种滤波器滤波后的信号进行对比,分析信号处理前后及使用不同滤波器的变化;回放语音信号。 2. 提高部分 (5)录制一段音乐信号并对其进行采样;画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。 (6)利用MATLAB产生一个不同于以上频段的信号;画出信号频谱图。 (7)将上述两段信号叠加,并加入干扰噪声,尝试多次逐渐加大噪声功率,对加入噪声的信号进行频谱分析;画出加噪后信号的时域波形和频谱图。 (8)选用一种合适的窗函数设计数字滤波器,画出滤波后音乐信号时域波形和频谱,对滤波前后的信号进行对比,回放音乐信号。 二、实验原理 1.设计原理分析 本设计主要是对语音信号的时频进行分析,并对语音信号加噪后设计滤波器对其进行滤波处理,对语音信号加噪声前后的频谱进行比较分析,对合成语音信号滤波前后进行频谱的分析比较。 首先用PC机WINDOWS下的录音机录制一段语音信号,并保存入MATLAB软件的根目录下,再运行MATLAB仿真软件把录制好的语音信号用audioread函数加载入MATLAB仿真软件的工作环境中,输入命令对语音信号进行时域,频谱变换。 对该段合成的语音信号,分别用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman窗几种函数在MATLAB中设计滤波器对其进行滤波处理,滤波后用命令可以绘制出其频谱图,回放语音信号。对原始语音信号、合成的语音信号和经过滤波器处理的语音信号进行频谱的比较分析。 2.语音信号的时域频域分析 在Matlab软件平台下可以利用函数audioread对语音信号进行采样,得到了声音数据变量y,同时把y的采样频率Fs=44100Hz放进了MATALB的工作空间。

基于MATLAB的语音信号滤波处理

基于MATLAB的语音信号滤波处理 题目:基于MATLAB的语音信号滤波处理 课程:数字信号处理 学院:电气工程学院 班级: 学生: 指导教师: 二O一三年十二月

目录CONTENTS 摘要 一、引言 二、正文 1.设计要求 2.设计步骤 3.设计内容 4.简易GUI设计 三、结论 四、收获与心得 五、附录

一、引言 随着Matlab仿真技术的推广,我们可以在计算机上对声音信号进行处理,甚至是模拟。通过计算机作图,采样,我们可以更加直观的了解语音信号的性质,通过matlab编程,调用相关的函数,我们可以非常方便的对信号进行运算和处理。 二、正文 2.1 设计要求 在有噪音的环境中录制语音,并设计滤波器去除噪声。 2.2 设计步骤 1.分析原始信号,画出原始信号频谱图及时频图,确定滤波器类型及相关指标; 2.按照类型及指标要求设计出滤波器,画出滤波器幅度和相位响应,分析该滤波器是否符合要求; 3.用所设计的滤波器对原始信号进行滤波处理,画出滤波后信号的频谱图及时频图; 4.对滤波前的信号进行分析比对,评估所设计滤波器性能。 2.3 设计内容 1.原始信号分析

分析信号的谱图可知,噪音在1650HZ和3300HZ附近的能量较高,而人声的能量基本位于1000HZ以下。因此,可以设计低通滤波器对信号进行去噪处理。 2.IIR滤波器设计 用双线性变换法分别设计了巴特沃斯低通滤波器和椭圆低通滤波器和带阻滤波器: ①巴特沃斯滤波器 fp=800;fs=1300;rs=35;rp=0.5; 程序代码如下: fp=800;fs=1300;rs=35;rp=0.5;Fs=44100; wp=2*Fs*tan(2*pi*fp/(2*Fs));ws=2*Fs*tan(2*pi*fs/(2*Fs)); [n,wn]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s'); [b,a]=butter(n,wn,'s'); [num,den]=bilinear(b,a,Fs); [h,w]=freqz(num,den,512,Fs);

根据MATLAB的加噪语音信号的滤波

《计算机仿真技术》 基于MATLAB的加噪语音信号的滤波学生姓名: 专业:电子信息工程 班级: 学号: 指导教师: 完成时间:2017年12月

一.滤波器的简述 在MATLAB环境下IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的设计方法即实现方法,并进行图形用户界面设计,以显示所介绍迷你滤波器的设计特性。 在无线脉冲响应(IIR)数字滤波器设计中,先进行模拟滤波器的设计,然后进行模拟-数字滤波器转换,即采用脉冲响应不变法及双线性Z变化法设计数字滤波器,最后进行滤波器的频带转换。在有限脉冲响应(FIR)数字滤波器设计中,讨论了FIR线性相位滤波的特点和用窗口函数设计FIR数字滤波器两个问题。两类滤波器整个过程都是按照理论分析、编程设计、集体实现的步骤进行的。为方便分析直观者直观、形象、方便的分析滤波器的特性,创新的设计出图形用户界面---滤波器分析系统。整个系统分为两个界面,其内容主要包括四个部分:System(系统)、Analysis(分析)、Tool(工具)、Help(帮助)。 数字滤波在DSP中占有重要地位。数字滤波器按实现的网络结构或者从单位脉冲响应,分为IIR(无限脉冲响应)和FIR(有限脉冲响应)滤波器。如果IRR 滤波器和FIR滤波器具有相同的性能,那么通常IIR滤波器可以用较低的阶数获得高的选择性,执行速度更快,所有的存储单元更少,所以既经济又高效。二.设计要求 1.在matlab平台上录制一段语音信号; 2.完成语音信号的谱分析; 3.对语音信号进行加噪以及加噪后信号的谱分析; 4.选择合适的滤波器进行滤波,确定相关指标; 5.实现滤波过程,显示滤波后的结果,并进行谱分析。 三.实验内容与步骤 1、语音信号的录入

语音信号处理 (第2版)赵力 编著 语音信号处理勾画要点

语音信号处理(第2版)赵力编著 重点考点 第2章语音信号处理的基础知识 1.语音(Speech)是声音(Acoustic)和语言(Language)的组合体。可以这样定义语音:语音是由一连串的音组成语言的声音。 2.人的说话过程可以分为五个阶段:(1)想说阶段(2)说出阶段(3)传送阶段(4)理解阶段(5)接收阶段。 3.语音是人的发声器官发出的一种声波,它具有一定的音色,音调,音强和音长。其中,音色也叫音质,是一种声音区别于另一种声音的基本特征。音调是指声音的高低,它取决于声波的频率。声音的强弱叫音强,它由声波的振动幅度决定。声音的长短叫音长,它取决于发音时间的长短。 4.说话时一次发出的,具有一个响亮的中心,并被明显感觉到的语音片段叫音节(Syllable)。一个音节可以由一个音素(Phoneme)构成,也可以由几个音素构成。音素是语音发音的最小单位。任何语言都有语音的元音(Vowel)和辅音(Consonant)两种音素。 5.元音的另一个重要声学特性是共振峰(Formant)。共振峰参数是区别不同元音的重要参数,它一般包括共振峰频率(Formant Frequency)的位置和频带宽度(Formant Bandwidth)。 6.区分语音是男声还是女声、是成人声音还是儿童声音,更重要的因素是共振峰频率的高低。 7.浊音的声带振动基本频率称基音周期(或基音频率),F0表示。 8.人的听觉系统有两个重要特性,一个是耳蜗对于声信号的时频分析特性;另一个是人耳听觉掩蔽效应。 9.掩蔽效应分为同时掩蔽和短时掩蔽。 10.激励模型:一般分成浊音激励和清音激励。浊音激励波是一个以基音周期为周期的斜三角脉冲串。 11.声道模型:一是把声道视为由多个等长的不同截面积的管子串联而成的系统。按此观点推导出的叫“声管模型”。另一个是把声道视为一个谐振腔,按此推导出的叫“共振峰模型”。 12.完整的语音信号的数字模型可以用三个子模型:激励模型、声道模型和辐射模型的串联来表示。 13.语谱图:人们致力于研究语音的时频分析特性,把和时序相关的傅立叶分析的显示图形。 第三章语音信号分析 1.贯穿于语音分析全过程的是“短时分析技术”。 2.语音信号的数字化一般包括放大及增益控制、反混叠滤波、采样、A/D变换及编码(一般就是PCM码);预处理一般包括预加重、加窗和分帧等。 3.预滤波的目的有两个:

基于matlab的语音信号滤波处理——数字信号处理课程设计

数字信号处理课程设计 题目:基于matlab的语音信号滤波处理学院:物理与电子信息工程 专业:电子信息工程 班级: B07073041 学号: 200932000066 姓名:高珊 指导教师:任先平

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学科,是目前发展最为迅速的学科之一,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手段,所以对其的研究更显得尤为重要。 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成离散的数据文件,然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境! 本设计要求自己录制一段自己的语音后,在MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图。再在Matlab中分别设计不同形式的FIR数字滤波器。之后对采集的语音信号经过不同的滤波器(低通、高通、带通)后,观察不同的波形,并进行时域和频谱的分析。对比处理前后的时域图和频谱图,分析各种滤波器对于语音信号的影响。最后分别收听进行滤波后的语音信号效果,做到了解在怎么样的情况下该用怎么样的滤波器。

目录 1.设计内容 (4) 2.设计原理 (4) 2.1语音信号的时域分析 (4) 2.2语音信号的频域分析 (5) 3.设计过程 (5) 3.1实验程序源代码 (6) 3.1.1原语音信号时域、频域图 (6) 3.1.2低通滤波器的设计 (6) 3.1.3高通滤波器的设计 (7) 3.1.4带通滤波器的设计 (8) 3.1.5语音信号的回放 (9) 3.2调试结果描述 (10) 3.3所遇问题及结果分析 (15) 3.3.1所遇主要问题 (16) 3.3.2结果分析 (16) 4.体会与收获 (17) 5.参考文献 (17)

数字信号处理期末实验 语音信号分析与处理

山东建筑大学信电学院课程设计说明书 语音信号分析与处理 摘要 用MATLAB对语音信号进行分析与处理,采集语音信号后,在MATLAB软件平台进行频谱分析;并对所采集的语音信号加入干扰噪声,对加入噪声的信号进行频谱分析,设计合适的滤波器滤除噪声,恢复原信号。 数字滤波器是数字信号处理的基础,用来对信号进行过滤、检测和参数估计等处理。IIR数字滤波器最大的优点是给定一组指标时,它的阶数要比相同组的FIR 滤波器的低的多。信号处理中和频谱分析最为密切的理论基础是傅立叶变换(FT)。离散傅立叶变换(DFT)和数字滤波是数字信号处理的最基本内容。 关键词:MATLAB;语音信号;加入噪声;滤波器;滤波 1. 设计目的与要求 (1)待处理的语音信号是一个在20Hz~20kHz频段的低频信号。 (2)要求MATLAB对语音信号进行分析和处理,采集语音信号后,在MATLAB平台进行频谱分析;并对所采集的语音信号加入干扰噪声,对加入噪声的信号进行频谱分析,设计合适的滤波器进行滤除噪声,恢复原信号。 1 山东建筑大学信电学院课程设计说明书

2. 设计步骤 (1)选择一个语音信号或者自己录制一段语音文件作为分析对象; (2)对语音信号进行采样,并对语音信号进行FFT频谱分析,画出信号的时域波形图和频谱图; (3)利用MATLAB自带的随机函数产生噪声加入到语音信号中,对语音信号进行回放,对其进行FFT频谱分析; (4)设计合适滤波器,对带有噪声的语音信号进行滤波,画出滤波前后的时域波形图和频谱图,比较加噪前后的语音信号,分析发生的变化; (5)对语音信号进行回放,感觉声音变化。 3. 设计原理及内容 3.1 理论依据 (1)采样频率:采样频率(也称采样速度或者采样率)定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。采样频率只能用 于周期性采样的采样器,对于非周期采样的采样器没有规则限制。通俗的讲,采样频率是指计算机每秒钟采集多少个声音样本,是描述声音文件的音质、音调,衡量声卡、声音文件的质量标准。采样频率越高,即采样的间隔时间越短,则在单位之间内计算机得到的声音样本数据就越多,对声音波形的表示也越精确。(2)采样位数:即采样值或取样值,用来衡量声音波动变化的参数。 (3)采样定理:在进行模拟/数字信号的的转换过程中,当采样频率f大于信s.max 号中,最高频率f的2倍时,即:f>=2f,则采样之后的数字信号完整的maxmaxs.max 保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的 5~10倍;采样频率又称乃奎斯特定理。 (4)时域信号的FFT分析:信号的频谱分析就是计算信号的傅立叶变换。连续信号与系统的傅立叶分析显然不便于直接用计算机进行计算,使其应用受到限制。而FFT是一种时域和频域均离散化的变换,适合数值计算,成为用计算机分析 离2 山东建筑大学信电学院课程设计说明书 散信号和系统的的有力工具。对连续信号和系统,可以通过时域采样,应用DFT 进行近似谱分析。

:基于MATLAB的IIR滤波器的语音信号去噪.

滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位,本次课程设计主要是录制一段语音信号对其进行加噪处理,然后利用IIR低通滤波器对加有随机噪声的语音信号进行滤波处理及时频谱分析,画出滤波之后的频谱图与时域波形,并对信号滤波处理前后进行分析比较,分析信号的变化。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析,由仿真结果可以看出,所设计的滤波器能够实现对语音信号的语音有效去噪,并对滤波前后的语音信号进行对比。 关键词:去噪;滤波器;MATLAB

一语音信号去噪的设计任务................................................................................................ 错误!未定义书签。二语音信号去噪的基本原理. (3) 2.1 数字滤波器的基本设计方法 (3) 2.2 双线性变换法 (4) 2.3数字滤波器设计基本思想 (5) 2.4 数字滤波器的设计步骤 (6) 2.5采样定理 (7) 三基于MATLAB的仿真结果及结果分析 (10) 3.1 IIR高通滤波器的仿真 (10) 3.2 原始语音信号的录制 (10) 3.3 语音信号的时频域分析 (11) 3.4 加随机噪声后的时频域分析 (12) 3.5 滤波前后的时频域比较 (15) 总结 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19) 附录 (20)

一 基本原理 1.1 数字滤波器的基本设计方法 IIR 数字滤波器的设计一般有两种方法:一个是借助模拟滤波器的设计方法进行。其设计步骤是,先设计模拟滤波器,再按照某种方法转换成数字滤波器。这种方法比较容易一些,因为模拟滤波器的设计方法已经非常成熟,不仅有完整的设计公式,还有完善的图表供查阅;另外一种直接在频率或者时域内进行,由于需要解联立方程,设计时需要计算机做辅助设计。其设计步骤是:先设计过渡模拟滤波器得到系统函数)(s H a ,然后将)(s H a 按某种方法转换成数字滤波器的系统函数)(z H [1]。为了保证转换后的)(z H 稳定且满足技术指标要求,对转换关系提出两点要求: (1)因果稳定的模拟滤波器转换成数字滤波器,仍是因果稳定的。 (2)数字滤波器的频率相应模仿模拟滤波器的频响特性,s 平面的虚轴映射为z 平面的单位圆,相应的频率之间呈线性关系。 利用模拟滤波器成熟的理论设计IIR 数字滤波器的过程是: (1)确定数字低通滤波器的技术指标:通带边界频率p ω、通带最大衰减p α、阻带截止频率s ω、阻带最小衰减s α。 (2)将数字低通滤波器的技术指标转换成相应的模拟低通滤波器的技术指标。 (3)按照模拟低通滤波器的技术指标设计过渡模拟低通滤波器。 (4)用所选的转换方法,将模拟滤波器)(s H a 转换成数字低通滤波器系统函数)(z H 。 IIR 数字滤波器的设计流程图2-1如下: 变换 Ω Ω=g(ω ) 变换 S=f (Z ) 图2-1 IIR 数字滤波器的设计步骤流程图[1] 成熟的模拟滤波器设计方法主要有脉冲响应不变法和双线性变换法。 模拟滤波器 技术指标 数字滤波器 技术指标 模拟滤波器 设计方法 模拟滤波器 )(S Ha 数字滤波器 )(Z H

语音信号处理matlab实现

短时能量分析matlab源程序: x=wavread('4.wav'); %计算N=50,帧移=50时的语音能量 s=fra(50,50,x);%对输入的语音信号进行分帧,其中帧长50,帧移50 s2=s.^2;%一帧内各种点的能量 energy=sum(s2,2);%求一帧能量 subplot(2,2,1); plot(energy) xlabel('帧数'); ylabel('短时能量E'); legend('N=50'); axis([0,500,0,30]) %计算N=100,帧移=100时的语音能量 s=fra(100,100,x); s2=s.^2; energy=sum(s2,2); subplot(2,2,2); plot(energy) xlabel('帧数'); ylabel('短时能量E'); legend('N=100'); axis([0,300,0,30]) %计算N=400,帧移=400时的语音能量 s=fra(400,400,x); s2=s.^2; energy=sum(s2,2); subplot(2,2,3); plot(energy) xlabel('帧数'); ylabel('短时能量E'); legend('N=400'); axis([0,60,0,100]) %计算N=800,帧移=800时的语音能量 s=fra(800,800,x); s2=s.^2; energy=sum(s2,2); subplot(2,2,4); plot(energy) xlabel('帧数'); ylabel('短时能量E'); legend('N=800'); axis([0,30,0,200]) 分帧子函数: function f=fra(len,inc,x) %对读入语音分帧,len为帧长,inc为帧重叠样点数,x为输入语音数据 fh=fix(((size(x,1)-len)/inc)+1);%计算帧数 f=zeros(fh,len);%设一个零矩阵,行为帧数,列为帧长 i=1;n=1; while i<=fh %帧间循环 j=1; while j<=len %帧内循环 f(i,j)=x(n); j=j+1;n=n+1; end n=n-len+inc;%下一帧开始位置 i=i+1; end

含噪声的语音信号分析与处理设计讲解

课程设计任务书 学生姓名:苗强强专业班级:电信1204 指导教师:阙大顺沈维聪工作单位:信息工程学院 题目: 程控宽带放大器的设计 初始条件: 程控宽带放大器是电子电路中常用模块,在智能仪器设备及嵌入式系统中有广 泛的应用。因此对于电子信息专业的技术人员来说,熟练掌握该项技术很有必要。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体 要求) (1)输入阻抗>1KΩ,单端输入,单端输出,放大器负载电阻为600Ω; (2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MHz频带内增益起伏<1dB。 (3)增益调节范围10 dB~40 dB,(通过键盘操作调节)。 (4)发挥部分:当输入频率或输出负载发生变化时,通过微处理器自动调节,保持 放大器增益不变。 (5)电路通过仿真即可。 时间安排: 1. 任务书下达,查阅资料 1天 2. 制图规范、设计说明书讲解 2天 3. 设计计算说明书的书写 5天 4. 绘制图纸 1天 5. 答辩 1天 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

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。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。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。通过理论推导得出相应结论,再利用MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中,使用窗函数法来设计FIR数字滤波器,用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器,并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析,可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器,过程简单方便,结果的各项性能指标均达到指定要求。 关键词数字滤波器 MATLAB IIR滤波器 FIR滤波器

语音信号处理

语音信号处理 ——语音信号的清、浊音分析 班级: 姓名: 学号: 时间:2014年9月22日

1 实验目的 通过Matlab 编程实现语音信号的时域波形图,并观察清音、浊音信号的时域特点。掌握语音信号的时域分析技术,如短时平均能量、短时平均幅度、短时平均过零率分析、短时平均自相关、短时平均幅度差。 2 实验原理 语音信号是一种非平稳的时变信号,它携带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在与方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法,其中时域分析是最简单的方法,直接对语音信号的时域波形进行分析,提取的特征参数主要有语音的短时能量,短时平均过零率,短时自相关函数等。 3 实验过程 1)观察信号波形图 信号的采样周期为20kHz ,图中幅度较大的为浊音,幅度较小的为清音。 2)计算语音信号的短时能量、短时平均幅度并画图 1 20()N n n m E x m -==∑ 1 0|()|N n n m M x m -==∑

由于语音信号的能量随时间变化,清音和浊音之间的能量差别显著。平均幅度函数没有平方运算,因此动态范围比短时能量小,接近于标准能量计算的动态范围的平方根。虽然都可以用来区分清、浊音,但短时平均幅度的清浊音幅度差没有短时能量明显。 3)计算信号的短时平均过零率并画图 1 1{|sgn[()]sgn[(1)]|}2N n n m Zn x m x m -==--∑

过零率可以反映信号的频谱特性。高频率对应着高过零率,低频对应着低过零率。浊音过零率低,清音的过零率低。 4)分别取语音信号的清、浊音部分,分析其短时自相关函数 1 0()()()N k n n n m R k x m x m k --== +∑ 分别取小段浊音、清音信号,计算其短时自相关函数。浊音的自相关函数呈现出周期性,有明显突出的峰值,在80个采样点附近,其基因周期: T=(1/fs)*80=(1/20000)*80=3ms ; 清音的短时自相关函数没有周期性,也不具有明显突出的峰值,其性质类似于噪声。 5)计算语音信号的短时平均幅度差函数并画图 1 0()|()()|N k n n n m F k x m x m k --== -+∑

相关文档
相关文档 最新文档