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《基于matlab的聲音信號(hào)分析與處理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、基于Matlab的聲音信號(hào)分析與處理摘要:本文介紹了聲音信號(hào)的采集與處理過(guò)程，利川MATLAB對(duì)男女混合聲音信號(hào)進(jìn)行吋域和頻域分析，并對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行處理，后獲得男音信號(hào)。關(guān)鍵詞：聲音信號(hào)處理；頻譜分析；MatlabCollectingandProcessingofSoundSignalwithMatlabAbstract:Thispaperintroducestheprocessofsigmalcollectionandtransaction.ltanalysesmixedsoundsignalformenandwomenwithMatl
2、absofewareintimedomainandfrequencydomain，andprocessessoundsignalandobtainssignalofmen.Keywords:soundsignal;analyzingoffreqency;Matlab0引言聲音信號(hào)的采集和分析處理是信息丄程應(yīng)用中最關(guān)鍵的部分，如何對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并對(duì)其進(jìn)行分析處理，是現(xiàn)代信息科研工作者研究的重要課題之一，同時(shí)對(duì)我國(guó)現(xiàn)代信息科學(xué)的發(fā)展也具奮重要意義。Matlab是一種功能強(qiáng)人、效率商、交互性好的數(shù)位計(jì)算和可視化汁算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言，它將
3、數(shù)位分析、信號(hào)處理和閣形顯示右機(jī)地融合為一體，形成了一個(gè)極K方便、用戶界而友好的操作環(huán)境。由于matlab擁有數(shù)裾處理能力強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，操作容易等優(yōu)點(diǎn)，因此在對(duì)各種信號(hào)的分析處理中廣泛使用，在很大程度上簡(jiǎn)化了分析過(guò)程，提高了工作效率。在處理的處理過(guò)程中，通常使用matlab讀入音頻文件中的聲音倌號(hào)，然后通過(guò)濾波器去除不需要的倌號(hào)，并繪出相關(guān)倌號(hào)的吋域閣。然后通過(guò)傅里葉變換得到聲音信號(hào)的頻譜閣，不對(duì)所得到的信號(hào)做進(jìn)一步的分析。1語(yǔ)音信號(hào)的釆集從M上下載兩段wav格式的聲S'?信號(hào)，分別保存為nanyin.wav和nvyin.wav,然P
4、在Matlab軟件平臺(tái)下利用wavread函數(shù)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)。本文的函數(shù)其體如卜:[a,fs,bit]=wavread('E：MTLABmalab數(shù)字信^anyin.wav')；[b,Fs,Bit]=wavread('E：MTLABmalab數(shù)字信vyin.wav')；-K巾：a，b—采集的信號(hào)；Fs,Fs_采樣頻率；Bit—采樣點(diǎn)數(shù)；2語(yǔ)音信號(hào)的處理由于男性和女性生理結(jié)構(gòu)的不同，男性和女性呈現(xiàn)出不同的聽(tīng)覺(jué)特征，男聲的基音頻率人約在100—200Hz之間，而女聲的?咅頻率大都在200—3
5、50Hz之間，鑒于男女聲的菽咅頻存在明顯的差異,所以菽音頻吋以作為男女聲識(shí)別的依據(jù)。因此，木文將上述采巢到的男音和女音信號(hào)進(jìn)行疊加，得到男女混合聲音信號(hào)，然后通過(guò)設(shè)計(jì)濾波器對(duì)不耑要的聲音信號(hào)進(jìn)行濾波。濾波器的種類很多，一般分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩大類，根裾濾波器的功能，吋將濾波器分為低通濾波器(LPF)、高通濾波器(HPF)、帶通濾波器(BPF)和帶阻濾波器(BSF)。濾波器通常利川分母系數(shù)14景和分子系數(shù)14量?jī)蓚€(gè)參數(shù)來(lái)控制MATLAB中的濾波函數(shù)，MATLAB軟件中主要有Filertl、Fitler、Filter2等兒種濾波函
6、數(shù)。例如聲音信號(hào)值G=filter(a,x),在濾波器進(jìn)行聲音過(guò)濾時(shí)，輸人的聲音信號(hào)為X,其分母系數(shù)向雖和分了?系數(shù)向呈分別為a,b,MATLAB濾波器對(duì)聲咅信兮處理的具體情況如下圖所小O巴特沃斯(Butterworth)濾波器是一種具冇敁大平W幅度響應(yīng)的低通濾波器，它在通信領(lǐng)域內(nèi)己行廣泛的應(yīng)用，木文根據(jù)信兮特征選擇巴特沃思低通濾波器對(duì)男女混疊信兮中的女音信兮進(jìn)行濾波。在Matlab屮提供了豐富的川于模擬濾波器沒(méi)計(jì)的函數(shù)，通過(guò)編程4以很矜易實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通、帶附濾波器，并能畫出濾波器的幅頻特性曲線，大大簡(jiǎn)化了模擬濾波器的設(shè)計(jì)。本文
7、利用Matlab實(shí)現(xiàn)巴特沃斯濾波器的設(shè)計(jì)，在Matlab中可以用[n,Wn]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs,'s')求出給定通帶截止頻率Wp、阻帶起始頻率Ws、通帶最人衰減Rp、阻帶最人衰減Rs條件卜所需的最小巴特沃思模擬濾波器的階數(shù)和3dB截止頻率。濾波器的指標(biāo)如下：低通濾波器性能指標(biāo):Wp=0.06Pi，Ws=0.3Pi,Rp=l,Rs=50dB濾波器的設(shè)計(jì)步驟：①給出所耑要的濾波器的技術(shù)指標(biāo)；②設(shè)計(jì)模擬低通濾波器G(s);③按一定規(guī)則將G(s)轉(zhuǎn)換成H(z);3語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域和頻域分析原始男女>昆盞信"=5"閣1原始
8、語(yǔ)咅倌號(hào)吋域閣圖2原始語(yǔ)音信兮頻譜圖圖3低通濾波器的頻率響放閣4濾波前后的頻譜閣濾波后的時(shí)域信號(hào)00.20.40.60.811.21.4161.82time(s)圖5濾波后的時(shí)域圖通過(guò)對(duì)濾波r?的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行回放，可以得
