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《語音信號處理實驗指導(dǎo)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、實驗一語音信號的采集與處理一.預(yù)習(xí)知識:1.用靈者錄咅機錄制一段10s左右的咅頻,保存為wav格式。2.學(xué)會用matlab畫圖:1)如下程序:%繪制第一個圖形figure(1);t=O:pi/12:2*pi;%t的值從0到才pi,步進為pi/12y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t.A2)-t.*cos(t);plot(t,y1,W,t,y2,t>o',t,y3,'k:');%二維繪圖,紅線畫藍圈畫y2,黑虛線畫y3%繪制第二個圖形figure(2);x=0:pi/6:2*pi;%t的值從0到2*pi涉進為pi/6y=x;z1=sin(x);z2=
2、cos(x);z3=atan(x);subplot(2,2,1);%subplot(m,n,p)把一個窗口分為m*n,p為當(dāng)前區(qū)域號plot(x,z1,'r',x,z2,,g,);%二維繪圖,紅線畫z1,綠線畫z2subplot(2,2,2);%把一個窗口分為2也,當(dāng)前為第二個plot(x,z3,'m');subplot(2,2,3);[x,y]=meshgrid(x,y);%生成網(wǎng)格平面,一次為基礎(chǔ)繪制3D圖形z4=sin(x).*cos(y);mesh(x,y,z4);%x,y為口變量矩陣,z為建立在x和y之上的兩數(shù)矩陣subplot(2,2,4);surfc(x
3、,y,z4);%與mesh類似,mesh繪制的是一個網(wǎng)格圖,surf繪制的是著色的三維曲面2)繪制的兩個圖形如下:QFigure1ABeEd
4、ad目
5、■口IoE)S3Q:2?FileGditViewInter:ToolsDesktopWindowHelpoHCI;d◎a?氣x▽?乜□s□Q高斯白噪聲的概率分布為公式11.什么是高斯白噪聲。高斯白噪聲中的高斯是指概率分布是正態(tài)函數(shù),圖3圖2高斯白噪聲的概率分布口噪聲是指它的二階矩不相關(guān),一階矩為常數(shù),是指先后信號在時間上的相關(guān)性。如果一個噪
6、聲,它的幅度分布服從高斯分布,而它的功率譜密度又是均勻分布的,則稱它為高斯白噪聲,從我們驗的頻率響應(yīng)聽起來它是非常明亮的邂”聲。2.了解通帶截止頻率,阻帶截止頻率,頻率歸一化的含義。通帶截止頻率:通帶截止頻率指的是波特圖中大于3dB的波段,指?3db的位置,也就是說從濾波器的通帶的增益(最大值處)算起,下降?3db(0.707倍)的位置,如圖3中的fp。阻帶截止頻率:就是在這個頻率的信號,衰減到相應(yīng)參數(shù)(比如-80db等)的邊界頻率,如圖3中的fc。頻率歸一化:將頻率化為0~1之間,如對于一個采樣頻率為1000Hz的系統(tǒng),根據(jù)采樣定律,信號的最大頻率為500Hz,所以
7、對于300Hz頻率進行歸一化即為300/500=0.6o3.了解濾波器的概念。凡是可以使信號屮特定的頻率成分通過,而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器,相當(dāng)于頻率“篩子”。4.了解如何進行時域分析、頻域分析。時域分析:如圖4時域波形圖,橫軸表示時間軸,縱軸表示聲音信號的大小,幅度越高聲音越大。頻譜圖分析:信號頻譜圖的分析,橫軸表示頻率,縱軸表示在此頻率上聲音的大小,頻率幅值越大,表示聲音信號中此頻率的能量越強。圖4二?實驗涉及的MATLAB函數(shù)1.[y,fs,nbits]二wavread('file'),讀取file所規(guī)定的.wav文件,采樣值放在
8、向量y中,fs表示采樣頻率(Hz),nbits表示采樣位數(shù)。2.sound(y,fs,nbits),將y的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為聲音信號,fs為采樣頻率,nbits表示采樣位數(shù)。3.pause(x)延吋函數(shù),x為延吋的秒數(shù)。4.L=length(y),L為y的長度。5.noise=randn(L,1),產(chǎn)生L加維正態(tài)隨機分布的矩陣。6.[N,wn]=buttord(wp,wc,Ap,As);設(shè)計巴特沃斯濾波器,N為濾波器的最低階數(shù),wn為?3dB的截至頻率。7.b=fir1(N,wn,'ftype,),窗函數(shù)法設(shè)ilFIR濾波器,N為濾波器的階數(shù),wn為3dB的截至頻率,ftype
9、為濾波器類型,低通'low',高通'high',帶通'bandpass',帶阻'stop'。8.x=fftfilt(b,y),b為濾波器,y為待濾波信號,x為濾波后的信號。9.y_p二fft(y,L),y為需要進行傅里葉變換的采樣信號,L為y的長度,y_p為y傅里葉變換后的頻域值。三.實驗內(nèi)容1?播放原始音頻信號1)采集文件voice.wav的語音信號(Matlab中直接調(diào)用wavread函數(shù))。2)調(diào)整采樣值y(將采樣值乘或除以一個倍數(shù)),使回放語音信號時聲音大小在聽覺適合的范圍。3)回放錄制的語音信號y(Matlab中直接調(diào)用sound函數(shù))。4