語音信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

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1、實(shí)驗(yàn)一語音信號(hào)的采集與處理一.預(yù)習(xí)知識(shí)：1.用靈者錄咅機(jī)錄制一段10s左右的咅頻，保存為wav格式。2.學(xué)會(huì)用matlab畫圖：1)如下程序：%繪制第一個(gè)圖形figure(1);t=O:pi/12:2*pi;%t的值從0到才pi,步進(jìn)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(lán)圈畫y2,黑虛線畫y3%繪制第二個(gè)圖形figure(2);x=0:pi/6:2*pi;%t的值從0到2*pi涉進(jìn)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(gè)窗口分為m*n,p為當(dāng)前區(qū)域號(hào)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(gè)窗口分為2也，當(dāng)前為第二個(gè)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(gè)網(wǎng)格圖，surf繪制的是著色的三維曲面2)繪制的兩個(gè)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(hào)在時(shí)間上的相關(guān)性。如果一個(gè)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(yàn)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(gè)頻率的信號(hào),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(duì)于一個(gè)采樣頻率為1000Hz的系統(tǒng)，根據(jù)采樣定律，信號(hào)的最大頻率為500Hz,所以

7、對(duì)于300Hz頻率進(jìn)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(hào)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(jìn)行時(shí)域分析、頻域分析。時(shí)域分析：如圖4時(shí)域波形圖,橫軸表示時(shí)間軸，縱軸表示聲音信號(hào)的大小，幅度越高聲音越大。頻譜圖分析：信號(hào)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(hào)中此頻率的能量越強(qiáng)。圖4二?實(shí)驗(yàn)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(hào),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(jī)分布的矩陣。6.[N,wn]=buttord（wp,wc,Ap,As）；設(shè)計(jì)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(hào)，x為濾波后的信號(hào)。9.y_p二fft（y,L）,y為需要進(jìn)行傅里葉變換的采樣信號(hào)，L為y的長度，y_p為y傅里葉變換后的頻域值。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1?播放原始音頻信號(hào)1）采集文件voice.wav的語音信號(hào)（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(gè)倍數(shù)），使回放語音信號(hào)時(shí)聲音大小在聽覺適合的范圍。3）回放錄制的語音信號(hào)y（Matlab中直接調(diào)用sound函數(shù)）。4