语音信号处理基于matlab研究的论文.doc

窗体底端第1章 绪论1. 选题目的、意义 语音信号处理是一门比较实用的电子工程的专业课程，语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。通过语言相互传递信息是人类最重要的基本功能之一。语言是人类特有的功能，它是创造和记载几千年人类文明史的根本手段，没有语言就没有今天的人类文明。语言是语言的声学表现，是相互传递信息的最重要手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。 语音信号处理是研究用数字信号处理技术队语音信号进行处理的一门科学，它是一门新兴的学科，同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉学科。2. 设计要求 本次课程设计是用MATLAB对含噪的语音信号同时在时域和频域进行滤波处理和分析，在MATLAB应用软件下设计一个简单易用的图形用户界面（GUI），来解决一般应用条件下的各种语音信号的处理。3. 研究内容及难点 本论文主要介绍的是语音信号的简单处理。笨论文针对以上问题，运用数字信号学基本原理实现语音信号的处理，在matlab7.0环境下综合运用信号提取，幅频变换以及傅里叶变换、滤波等技术来进行语音信号处理。我们所做的工作就是在matlab7.0软件上编写一个处理语音信号的程序，能对语音信号进行采集，并对其进行各种处理，达到简单的语音信号处理的目的。第2章 语音信号处理理论基础语音信号处理技术短时线性预测原理 在语音信号处理中最常用的模型是全极点模型。线性预测所包含的基本概念是，通过使实际语音抽样和线性预测抽样之间差值的平方和达到最小值，即进行最小均方误差的逼近，能过决定唯一的一组预测器系统。 线性预测在语音处理方面的应用很广泛，而用Matlab来实现可以很直观地知道分析结果，为下一步将算法在DSP上的实现奠定基础。目前，语音处理最普遍的就是使用到网络上，而基于现代网络voip使用到的语音编码中G.729正是其中一种。它的出现，使用户能借助两台PC传输语音，也可以把PC上的语音转到手机上。第3章 系统方案论证1 语音信号的采集使用电脑的声卡设备采集一段语音信号，并将其保存在电脑中。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、信号的交换和滤波等。1. 语音信号的时域分析语音信号是一种非平稳的时变信号，它携带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在与方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法，其中时域分析是最简单的方法，直接对语音信号的时域波形进行分析，提取的特征参数主要有语音的短时能量，短时平均过零率，短时自相关函数等。（1） 提取：通过图形用户界面上的菜单功能按键采集电脑设备上的一段音频信号，完成音频信号的频率，幅度等信息的提取，并得到该语音信号的波形图。（2） 调整：在设计的用户图形界面下对输入的音频信号进行各种变化，如变化幅度、改变频率等操作，以实现对语音信号的调整。2. 语音信号的频域分析信号的傅里叶表示在信号的分析与处理中起着重要的作用。因为对于线性系统来说，可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应，所以傅里叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。另外，傅里叶表示使信号的某些特性变得更明显，因此，它能更深入地说明信号的各项红物理现象。 由于语音信号是随着时间变化的，通常认为，语音是一个受准周期脉冲或随机噪声源激励的线性系统的输出。输出频谱是声道系统频率响应与激励源频谱的乘积。声道系统的频率响应及激励源都是随时间变化的，因此一般标准的傅里叶表示虽然适用于周期及平稳随机信号的表示，但不能直接用于语音信号。由于语音信号可以认为在短时间内，近似不变，因而可以采用短时分析法。（1） 变换：在用户图形界面下对采集的语音信号进行Fourier等变换，并画出变换前后的频谱图和变换后的倒谱图。（2） 滤波：滤除语音信号中的噪声部分，可采用低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波，并比较各种滤波后的效果。3. 语音信号的效果显示通过用户图形界面的输出功能，将处理后的信号的语音进行播放，试听处理后的效果。3.1 语音信号处理系统的工作流程3.2 信号调整3.3 语音信号滤波的方式在以上三图中，可以看到整个语音信号处理系统的流程大概分为三步，首先要读入待处理的语音信号，然后进行语音信号处理，包括信息的提取、幅度和频率的变换以及语音信号的傅里叶变换、滤波等；滤波又包括低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波等方式。最后对处理过的语音信号进行处理后的效果显示。以上是本系统的工作流程。第4章 GUI设计实现4.1语音信号的短时分析第5章 总结与心得体会本文对语音信号处理系统的设计作了详细的介绍，采用一系列图像分析和处理技术，实现了语音信号的基本处理的功能，经过测试运行，本设计圆满的完成了对语音信号的读取和打开；较好的完成了对语音信号的频谱分析，通过fft变换，得出了语音信号的频谱图；在滤波这一块，课题主要是从数字滤波器入手来设计滤波器，基本实现了滤波，完成了各种滤波器效果比较与课题的要求十分相符。通过这次课程设计，使我对语音信号有了全面的认识，对数字信号处理的知识又有了深刻的理解，在之前数字信号与处理的学习以及完成课后的作业的过程中，已经使用过MATLAB，对其有了一些基础的了解和认识。通过这次练习是我进一步了解了信号的产生、采样及频谱分析的方法。 以及其中产生信号和绘制信号的基本命令和一些基础编程语言。让我感受到只有在了解课本知识的前提下，才能更好的应用这个工具；并且熟练的