语音信号开题报告.doc

一、选题依据课题来源、选题依据和背景情况；课题研究目的、学术价值或实际应用价值语音，作为一种典型的非平稳随机信号，是人类交流信息最自然、最有效、最方便的手段，在人类文明和社会进步中起着重要的作用。随着电子通信业的出现和计算机技术的发展，人们开始可以从数字信号处理的角度来了解语音。语音信号的研究可以从时域和频域两个方面来进行。其中时域的分析处理有两种方法：一种是进行语音信号分析，这属于线性处理的范畴，主要是通过信号的加减、时移、倍乘、卷积、求相关函数等来实现；另一种是生成和变换成各种调制信号，这属于非线性的范畴，主要是对信号平均累加器的动态范围进行压缩扩张，用门限方法对噪声的抑制。对频域分析处理，即对信号的频率特性在频谱中加以分析研究，这拓展了信号分析的范围，是对不确定信号分析的主要方法。随着计算机技术和信息技术的发展，语音交互已经成为人机交互的必要手段，而语音信号的采集和处理是人机交互的前提和基础。声卡是计算机对语音信号进行加工的重要部件，它具有对信号滤波、放大、采样保持、AD和DA转换等功能。尽管在Windows附件的娱乐中带有一个录音机，通过它可以驱动声卡采集语音信号并保存为语音文档。但是要对采集的信号进一步分析处理就必须另外编程或通过其它软件，而且Windows附件中的录音机功能极其有限且不能扩展。Matlab是美国Math Works公司推出的一种面向工程和科学计算的交互式计算软件，它以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个简单易用的交互式工作环境中。在Matlab环境中，可以通过多种编程方法驱动声卡，实现对语音信号的采集和回放。同时由于Matlab是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化，使人机交互更加便捷。作为高科技应用领域的研究热点，语音信号处理技术从理论的研究到实际应用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、保安、商业、旅游等行业的语音咨询与管理等各种实际应用领域相接轨。可见，语音信号处理技术的研究将是一项挑战性的工作。本设计针对现在大部分语音处理软件内容繁多、操作不便等问题，采用MATLAB7.0综合运用GUI界面设计、各种函数调用等来实现语音信号的变频、变幅、fourier变换及滤波，程序界面简练，操作简便，具有一定的实际应用意义。二、文献综述国内外研究现状、发展动态；查阅的主要文献发展动态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;到了80年代，由于矢量量化、隐马尔可夫模型和人工神经网络等相继被应用于语音信号处理，并经过不断改进与完善，使得语音信号处理技术产生了突破性的进展。进入90年代以来，语音信号处理在实用化方面取得了许多实质性的进展。一方面，对声学语音学统计模型的研究逐渐深入，鲁棒的语音识别、基于语音段的建模方法及隐马尔可夫模型与人工神经网络的结合成为研究的热点。另一方面，为了语音识别实用化的需要，讲者自适应、听觉模型、快速搜索识别算法以及进一步的语言模型的研究等课题倍受关注。查阅的主要文献1.刘幺和、宋庭新，语音识别与控制技术，科学出版社2.赵力，语音信号处理，机械工业出版社3.胡航，语音信号处理，哈尔滨工业大学出版社4.陈杰，Matlab宝典，电子工业出版社5.陈亮、张雄伟，语音信号非线性特征的研究，解放军理工大学学报2000.46.高西全、丁玉美，数字信号处理，西安电子科技大学出版社7.程佩青, 数字信号处理教程, 清华大学出版社8.陈怀琛,数字信号处理教程Matlab释义与实现 ,电子工业出版社9.韩纪庆、张磊，语音信号处理，清华大学出版社10.王一世，数字信号处理，北京理工大学出版社11.苏金明、张莲花、刘波，MATLAB工具箱应用，电子工业出版社12. Gersho A,Gr R M.Vector quantization and signal CompressionBoston,Kluwer Academic Publishers13.Q.Zhang,A.Benveniste，WaveletNetworks,IEEETrans,NeuralNetworks 14.王京辉，语音信号处理技术研究，论文，山东大学15.于俊凤，语音信号的识别和转换研究，学位论文，成都理工大学三、研究内容1 学术构想与思路；主要研究内容及拟解决的关键问题（或技术）学术构想与思路： 本论文主要是在MATLAB应用软件下设计一个简单易用的语音处理软件，来解决一般应用条件下的各种语音处理。主要研究内容：1） 语音信号的采集 使用电脑设备采集一段语音信号，2） 语音信号的处理语音信号的处理主要包括信号的提取、信号的调整、信号的变换和滤波等。 提取：通过电脑的设备输入一段音频信号到设计的软件，完成音频信号的频率，幅度等信息的提取。 调整：在设计的操作界面下对输入的音频信号进行如变化幅度、改变频率等操作，实现对语音信号的调整。 变换：在操作界面下对信号进行Fourier等变换。 滤波：滤除语音信号中的不希望存在的部分。 3）语音信号的效果显示2拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析 信号采集信息提取信号调整信号变换信号滤波效果显示上图为本设计的整体思路，本设计以MATLAB为开发平台，首先进行语音信号的获取，然后利用MATLAB编写的程序的对语音进行处理，包括信号波形分析，信号的二倍频变换、幅度变换等处理以及进行输入信号的傅里叶变换和信号的滤波 等，从理论上说此方案是可行的。四、论文（设计）进度安排起止时间主要内容预期目标2009.12.10-2010.1.102010.1.11-2010.4.12010.4.1-2010.4.302010.5.1-2010.5.28课题准备阶段：主要是进行有关本课题的相关资料的查询和收集，并详细阅读和学习；与此同时，针对拟解决的问题进行开发平台和应用系统的可行性分析，完成应用系统的初步设计和总体规划课题研究与系统开发阶段：本阶段将进行语音信号处理系统的编程实现，对系统界面进行具体设计，并进行软件的调试，形成较为完整有效的整体解决方案，为毕业论文的撰写作好充分准备。论文撰写阶段：对本课题的工作进行总结、提炼，归集资料、确定大纲、完成草稿，并最终形成系统的完整的学位论文。论文完善阶段对论文进行有针对性的调整修改，