基于matlab的声音信号处理

1、word基于MATLAB的有噪声的语音信号处理一、课程设计题目： 基于MATLAB的有噪声的语音信号处理。 二、课程设计的目的： 综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应的结论，再利用MATLAB做为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。 三、课程设计的要求： (1)熟悉离散信号和系统的时域特性。 (2)掌握序列快速傅里叶变换FFT方法。 (3)学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。 (4)利用MATLAB对语音信号进行频谱分析。 

2、;(5)掌握MATLAB设计各种数字滤波器的方法和对信号进行滤波的方法。 四、课程设计的内容： 录制一段语音信号，对语音信号进行频谱分析，利用MATLAB中的随机函数产生噪声参加到语音信号中，使语音信号被污染，然后进行频谱分析，设计FIR数字滤波器，并对噪声污染的语音信号进行滤波，分析滤波后的信号的时域和频域特征，回放语音信号。 五、课程设计的步骤：1 语音信号的采集及分析通过录音软件录制一段语音“数字信号处理，命名为“120，时长大约1到2秒，在 Matlab软件平台下可以利用函数wavread对语音信号进行采样：y,fs,nbits=wavread('

3、120'); %语音信号的采集 采样值放在向量y中，采样频率为fs，采样位数为nbits。2 语音信号的频谱分析画出语音信号的时域波形，然后对语音信号进行频谱分析，在MATLAB中，通过使用fft函数对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。  因此采集语音并绘出波形和频谱的模块程序如下：y,fs,nbits =wavread('120.wav ') ;n=length(y); %求出声音长度t=0:1/fs:(n-1)/fs; %时间t 从0到n-1sound(y,fs) ; %对加载的语音信号进行回放subplot(2,1,1);p

4、lot(y); %做原始语音信号的时域图形title('原始语音信号时域波形'); grid;%傅里叶变换y1=fft(y,n); %做原始语音信号的傅里叶变换 %对原始信号频域分析%y2=fftshift(y1);subplot(2,1,2);plot(abs(y1); %原始信号的频谱图像title('原始信号的频谱图像');grid;结果如下：可以看到，语音信号的频率集中在低频局部。 3给原始信号加上一个随机噪声在MATLAB中，通过使用randn函数产生随机噪声信号在，把语音信号与噪声信号进行叠加，并对其进行播放，然后对参加噪声后的语音信号进行频谱分析，

5、在MATLAB中可以利用函数FFT对信号进行快速傅里叶变换。产生随机噪声： Noise=0.05*randn(n,2);其中用0.05倍乘噪声用来适当削减噪声的作用，便于对语音信号进行处理并比拟效果。将原语音信号与noise叠加，调用的形式为：s=y+noise;其中，y为原语音信号，noise为所构造的随机高斯噪声，s即为两者的叠加后的语音信号。4 噪声频谱分析产生噪声并绘出波形和频谱的模块程序如下：noise=0.05*randn(n,2);subplot(2,1,1);plot(noise); %噪声信号title('噪声信号');grid; %噪声信号傅里叶变

6、换sound(noise,fs) ; %对噪声信号进行回放 noifft=fft(noise); %对噪声信号频域分析noifftsh=fftshift(noifft);subplot(2,1,2);plot(abs(noifftsh); %做噪声信号频谱分析title('噪声信号频域分析');axis(0,30000,0,200);grid;结果如下：可以看到，随机噪声均匀的分布在整个频谱范围内。5污染信号频谱分析对被污染的加噪信号进行时域和频域分析。  加噪声并分析信号波形频谱的模块程序及说明如下：n2=length(noise);s=noise+y;

7、%噪声叠加sound(s,fs);subplot(2,1,1);plot(s); title('叠加信号');grid; %参加噪声的信号频谱分析wavbofft=fft(s,n); %混合信号频谱分析wavbofftshift=(wavbofft);subplot(2,1,2);plot(abs(wavbofftshift); %混合信号的频谱分析title('混合信号频谱分析');axis(0,30000,0,400);grid;结果如下：随机噪声均匀的分布在整个频谱范围内。6设计一个滤波器，滤除高频噪声在 MATLAB中 ,可以利用函数 butterwor

8、th,设计FIR滤波器,用设计好的滤波器对含噪语音信号进行滤波,在Matlab中 ，FIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。模块程序及说明如下：%巴特沃思滤波器-低通滤波器Fp=1200;Fs=20000;wp=Fp/fs;ws=Fs/fs;n11,wn11=buttord(wp,ws,1,50,'s'); %低通滤波器的阶数和截止频率b11,a11=butter(n11,wn11,'s'); %S域频率响应的参数num11,den11=bilinear(b11,a11,0.5); %利用双线性变换实现频率响应S域到Z域的变换wav1=filter(nu

9、m11,den11,s); %得到滤波后的信号sound(wav1,fs,nbits); %回放原信号 %显示滤波后的信号时域图形subplot(3,1,1);plot(wav1); %显示滤波后的信号时域图形title('滤波后的信号频谱分析');grid;subplot(3,1,2);plot(abs(y1); %原始信号的频谱图像title('原始信号的频谱图像');grid; %对滤波后的信号傅里叶变换wav1fft=fft(wav1); %对滤波后的信号进行频谱分析wav1fftsh=fftshift(wav1fft);subplot(3,1,3);%plot(abs(wav1fftsh);plot(abs(wav1fft); %显示波后的信号进行频谱title('滤波后信号的频谱分析');可以看出，滤波后将非低频局部的噪声频率滤掉。六、课程设计总结： 在这次课程设计中，我设计制