數(shù)字信號處理課程設(shè)計：基于matlab的語音信號濾波處理

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1、數(shù)字信號處理課程設(shè)計題目：基于matlab的語音信號濾波處理學(xué)院：物理與電子信息學(xué)院專業(yè)：電子信息工程班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：18摘要：語音信號處理是研究用數(shù)字信號處理技術(shù)和語音學(xué)知識對語音信號進(jìn)行處理的新興學(xué)科，是目前發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一，通過語音傳遞信息是人類最重要，最有效，最常用和最方便的交換信息手段，所以對其的研究更顯得尤為重要。Matlab語言是一種數(shù)據(jù)分析和處理功能十分強(qiáng)大的計算機(jī)應(yīng)用軟件，它可以將聲音文件變換成離散的數(shù)據(jù)文件，然后用起強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算能力處理數(shù)據(jù)。這為我們的本次設(shè)計提供了強(qiáng)大并良好的環(huán)境！本設(shè)計要求自己錄制一段自己的語音后，在MATLAB

2、軟件中采集語音信號、回放語音信號并畫出語音信號的時域波形和頻譜圖。再在Matlab中分別設(shè)計不同形式的FIR數(shù)字濾波器。之后對采集的語音信號經(jīng)過不同的濾波器（低通、高通、帶通）后，觀察不同的波形，并進(jìn)行時域和頻譜的分析。對比處理前后的時域圖和頻譜圖，分析各種濾波器對于語音信號的影響。最后分別收聽進(jìn)行濾波后的語音信號效果，做到了解在怎么樣的情況下該用怎么樣的濾波器。18目錄1.設(shè)計內(nèi)容……………………………………………………………42.設(shè)計原理……………………………………………………………42.1語音信號的時域分析…………………………………………42.2語音信號的頻域分析…

3、………………………………………53.設(shè)計過程……………………………………………………………53.1實(shí)驗(yàn)程序源代碼………………………………………………63.1.1原語音信號時域、頻域圖………………………………63.1.2低通濾波器的設(shè)計………………………………………63.1.3高通濾波器的設(shè)計………………………………………73.1.4帶通濾波器的設(shè)計………………………………………83.1.5語音信號的回放………………………………………93.2調(diào)試結(jié)果描述…………………………………………………103.3所遇問題及結(jié)果分析…………………………………………153.3.1所遇主要問

4、題…………………………………………163.3.2結(jié)果分析………………………………………………164.體會與收獲…………………………………………………………175.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………17181.設(shè)計內(nèi)容：1．首先錄制好一段自己的語音。2．用Matlab分別設(shè)計好3種類型的濾波器（指標(biāo)自己確定）：低通型、高通型、帶通型。3．用Matlab將語音信號進(jìn)行采樣，并分別將其通過所設(shè)計的3種濾波器。4．用Matlab自帶的語音返回函數(shù)收聽濾波后的語音信號，分析并比較其與原語音信號的差異。2.設(shè)計原理：語音信號時一種非平穩(wěn)的時變信號，它帶著各種信息。

5、在語音編碼、語音合成、語音識別和語音增強(qiáng)等語音處理中無一例外需要提取語音中包含的各種信息。語音信號分析的目的就在于方便有效的提取并表示語音信號所攜帶的信息。語音信號處理可以分為時域和變換域等處理方法，其中時域分析是最簡單的方法，直接對語音信號的時域波形進(jìn)行分析，崎嶇的特征參數(shù)主要有語音的短時能量，短時平均過零率，短時自相關(guān)函數(shù)等。2.1語音信號的時域分析信號提?。和ㄟ^圖形用戶界面上的菜單功能按鍵采集電腦上的一段音頻信號，完成音頻信號的頻率，幅度等信息的提取，并得到該語音信號的波形圖。信號調(diào)整：在設(shè)計的用戶圖形界面下對輸入的音頻信號進(jìn)行各種變化，如變化幅度、改變頻率等操作，

6、以實(shí)現(xiàn)對語音信號的調(diào)整。182.2語音信號的頻域分析信號的傅里葉表示在信號的分析和處理中起著重要的作用。因?yàn)閷τ诰€性系統(tǒng)來說，可以很方便地確定其對正弦或復(fù)指數(shù)和的響應(yīng)，所以傅里葉分析方法能完善地解決許多信號分析和處理問題。另外，傅里葉表示使信號的某些特性變得更明顯，因此，它能更深入地說明信號的各項(xiàng)紅物理現(xiàn)象。由于語音信號時隨著時間變化的，通常認(rèn)為，語音是一個受準(zhǔn)周期脈沖或隨機(jī)噪聲源激勵的線性系統(tǒng)的輸出。輸出頻譜是聲道系統(tǒng)頻率響應(yīng)與激勵源頻譜的乘積。身份到系統(tǒng)的頻率響應(yīng)及激勵源都是隨時間變化的，因此一般標(biāo)準(zhǔn)的傅里葉表示雖然適用于周期及平穩(wěn)隨機(jī)信號的表示，但不能直接用于語音信

7、號。由于語音信號可以認(rèn)為在短時間內(nèi)，近似不變，因而可以采用短時分析法。1.信號變換：在用戶圖形界面西啊對采集的語音信號進(jìn)行Fourier等變換，并畫出變換前后的頻譜圖和倒譜圖。2.信號濾波：濾除語音信號中的噪音部分，可以采用抵用濾波、高通濾波、帶通濾波，并比較各種濾波后的效果。3．設(shè)計過程：3.1實(shí)驗(yàn)程序源代碼（原語音信號存放在e:下）：3.1.1．原語音信號的時域、頻域圖[x1,fs,bits]=wavread('e:txwz.wav');%sound(x1,fs,bits);figure(1);18plot(x1);%