基于matlab语音信号处理设计Word文档下载推荐.doc

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关键字：

Matlab；

语音信号；

信号处理；

傅里叶变换；

滤波器

TheDesignofAnalysisVoiceSignal

Abstract

Speechsignalprocessingistostudytheuseofdigitalsignalprocessingtechnologyandknowledgeofthevoicesignalvoiceprocessingoftheemergingdisciplineisthefastestgrowingareasofinformationscienceoneofthecoretechnology.Transmissionofinformationthroughthevoiceofhumanity'

smostimportant,mosteffective,mostpopularandmostconvenientformofexchangeofinformation..

Matlablanguageisadataanalysisandprocessingfunctionsareverypowerfulcomputerapplicationsoftware,soundfileswhichcanbetransformedintodiscretedatafiles,thenuseitspowerfulabilitytoprocessthedatamatrixoperations,suchasdigitalfiltering,Fouriertransform,whendomainandfrequencydomainanalysis,soundplaybackandavarietyofmaprendering,andsoon.Itssignalprocessingandanalysistoolkitforvoicesignalanalysisprovidesaveryrichfeaturefunction,useofthesefunctionscanbequickandconvenientfeaturescompletevoicesignalprocessingandanalysisandvisualizationofsignals,makescomputerinteractionmoreconvenient.MatlabSignalProcessingisoneoftheimportantareasofapplication.

Thedesignofmobilephonecollectionanoisyspeech,hascarriedontheanalysisintimedomain,frequencyspectrumanalysis,analysisofthecharacteristicsofspeechsignal.AndapplicationoftheMATLABplatformtothevoicesignaltoremovenoise,thefurtherdesignofthreekindsoffilterisahigh-passfilter,low-passfilter,bandpassfilter,basedontheHongzethreekindsoffilterdesign,windowfunctionmethodtodesignthethreekindsoffilter,andthenwiththeoriginalspeechsignalfiltering.Finallythecomparisonbeforeandafterfilteringthespeechsignalintimedomainandfrequencydomain,theplaybacknoisespeechsignaldenoisingandthevoicesignal,acomparativestudyoftheIIRfilterandaFIRfilterinsignalprocessingespeciallyforsignaldenoisingintermsofthecharacteristicsandapplicationof.Thetheoryandpracticefromthecomparisonofdifferentdigitalfilteringeffect.

Keywords:

Matlab;

speechsignal;

signalprocessing;

FFT;

filter

目录

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1课题研究的背景 1

1.2国内外研究状况 1

1.3本文的主要工作及研究步骤 2

1.3.1本文的主要工作 2

1.3.2论文的研究步骤 2

第二章语音信号处理的总体方案 4

2.1运行环境及系统的基本要求 4

2.1.1运行的环境 4

2.1.2系统的基本要求 4

2.2语音信号相关调用函数介绍 4

2.2.1Wavread函数介绍 4

2.2.2其他相关函数介绍 5

第三章语音信号处理的基本知识 7

3.1语音的录入和打开 7

3.2采样位数和采样频率 7

3.3时域信号FFT分析 7

第四章语音信号的采集 8

4.1语音信号的采集 8

4.2语音信号的频谱分析 9

第五章数字滤波器的设计和画出其频率响应 11

5.1三种滤波器的性能指标 11

5.2IIR滤波器与FIR滤波器的性能比较 11

5.3设计FIR滤波器 12

5.3.1FIR低通滤波器设计 12

5.3.2FIR高通滤波器设计 13

5.3.3FIR带通滤波器的设计 14

5.4设计IIR滤波器 15

5.4.1IIR低通滤波器的设计 15

5.4.2IIR高通滤波器设计 17

5.4.3IIR带通滤波器设计 18

第六章语音信号的滤波 20

6.1语音信号滤波的流程 20

6.2对语音信号滤波的仿真 20

6.2.1滤波前后的时域对比 20

6.2.2滤波前后的频域对比 23

第七章总结 27

参考文献 28

致谢 1

附录：

1

第一章绪论

1.1课题研究的背景

通过语音传递倍息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。

语言是人类持有的功能，声音是人类常用的工具，是相互传递信息的最主要的手段。

因此，语音信号是人们构成思想疏通和感情交流的最主要的途径。

并且，由于语言和语音与人的智力活动密切相关，与社会文化和进步紧密相连，所以它具有最大的信息容量和最高的智能水平。

现在，人类已开始进入了信息化时代，用现代手段研究语音信号，使人们能更加有效地产生、传输、存储、获取和应用语音信息，这对于促进社会的发展具有十分重要的意义。

让计算机能听懂人类的语言，是人类自计算机诞生以来梦寐以求的想法。

随着计算机越来越向便携化方向发展，随着计算环境的日趋复杂化，人们越来越迫切要求摆脱键盘的束缚而代之以语音输人这样便于使用的、自然的、人性化的输人方式。

作为高科鼓应用领域的研究热点，语音信号采集与分析从理论的研究到产品的开发已经走过了几十个春秋并且取得了长足的进步。

它正在直接与办公、交通、金融、公安、商业、旅游等行业的语音咨询与管理．工业生产部门的语声控制，电话、电信系统的自动拨号、辅助控制与查询以及医疗卫生和福利事业的生活支援系统等各种实际应用领域相接轨，并且有望成为下一代操作系统和应用程序的用户界面。

可见，语音信号采集与分析的研究将是一项极具市场价值和挑战性的工作。

我们今天进行这一领域的研究与开拓就是要让语音信号处理技术走人人们的日常生活当中，并不断朝更高目标而努力。

语音信号采集与分析之所以能够那样长期地、深深地吸引广大科学工作者去不断地对其进行研究和探讨，除了它的实用性之外，另一个重要原因是，它始终与当时信息科学中最活跃的前沿学科保持密切的联系．并且一起发展。

语音信号采集与分析是以语音语言学和数字信号处理为基础而形成的一门涉及面很广的综合性学科，与心理、生理学、计算机科学、通信与信息科学以及模式识别和人工智能等学科都有着非常密切的关系。

对语音信号采集与分析的研究一直是数字信号处理技术发展的重要推动力量。

因为许多处理的新方法的提出，首先是在语音信号处理中获得成功，然后再推广到其他领域。

1.2国内外研究状况

早在一两千年前，人们便对语言进行了研究。

由于没有适当的仪器设备，长期以来，一直是由耳倾听和用口模仿来进行研究。

因此，这种语言研究常被称为“口耳之学”，所以对语音只是停留在定性的描写上。

语音信号处理真正意义上的研究可以追溯到1876年贝尔电话的发明，该技术首次使用声电、电声转换技术实现了远距离的语音传输。

1939年提出并研制成功的第一个声码器，从此奠定了语音产生模型的基础。

这一发明在语音信号处理领域具有划时代的意义。

19世纪60年代，亥姆霍兹应用声学方法对元音和歌唱进行了研究，从而奠定了语言的声学基础。

20世纪40年代，一种语言声学的专用仪器—语谱图仪问世了。

它可以把语音的时变频谱用语图表示出来，从而得出了“可见语言”。

1948年美国Haskins实验室研制成功的语音回放机，该仪器可以把手工绘制在薄膜片上的语谱图自动转换成语音，并进行语音合成。

20世纪50年代队语言产生了系统的论述。

随着计算机的出现，语音分析工作，得以在电子计算机上进行。

在此基础上，语音信号处理的研究工作得到了计算机技术的帮助，取得了突破性的进展。

语音信号处理作为一个重要的研究领域，已经有很长的研究历史。

但是它的快速发展可以说是从1940年前后Dudley的声码器和Potter等人的可见语音开始的;

20世纪60年代中期形成的一系列数字信号处理方法和技术，如数字滤波器、快速傅立叶变换等成为语音信号数字处理的理论和技术基础