数字语音处理B第二次实验

1、数字语音处理B2016 2017学年第2学期 电信1405 龙为花第二次实验一、实验目的1. 掌握短时傅里叶变换的定义，并理解其两种解释2. 理解窗函数对短时傅里叶谱的影响，并能根据需要选择适当的窗函数3. 理解同态信号处理的原理4. 掌握倒谱的定义及计算方法5. 对以上各项能用Matlab代码实现, 并能画出相应谱图 二、实验内容1 画出ah第20帧单帧语音时域图，窗长20ms, 帧移10ms, 同时加矩形窗和hamming窗分帧函数：function frameSet, timeAxis,frameCount = enframe(data, fs, timeperFrame, overla

2、pRate, winF) winfunc = str2func(winF);ndata=length(data(:);frameLength=fs*timeperFrame*0.001;nframeLength=length(winfunc(frameLength);%取窗长overlap=frameLength*overlapRate;inc=frameLength-overlap;if(nframeLength=1) len=frameLength;else len=nframeLength;endframeCount=fix(ndata-overlap)/inc); %计算帧数frame

3、Set=zeros(len,frameCount);startIndexf =(0:(frameCount-1)*inc;%每帧在数据data中开始的位置startIndexs=(1:len);startIndexsT=startIndexs(:);frameSet(:)=data(startIndexsT(:,ones(frameCount,1)+startIndexf(ones(1,len),:);w=winfunc(frameLength);if (nframeLength>1) frameSet=frameSet.*w(:,ones(frameCount,1);endtimeAx

4、is=(1:frameCount)-1)*inc+frameLength/2)/fs;% 求出每帧对应的时间主函数：clcclear allclose all%-load ah; x1=enframe(data, fs, 20, 0.5, 'boxcar');x2=enframe(data, fs, 20, 0.5, 'hamming');plot(x1(:,20),'g','LineWidth',2);hold on;plot(x2(:,20),'b','LineWidth',2);legend(

5、'矩形窗信号','汉明窗信号');xlabel('时间（采样点数）'); ylabel('幅度');suptitle()图1：语音ah 第20帧时域波形图与加hammming窗 10k采样2 语音单帧频谱图clcclear allclose all%-load ah;fs=10000;x2=enframe(data, fs, 20, 0.5, 'boxcar');x1=enframe(data, fs, 20, 0.5, 'hamming');u1=x1(:,20); % 取得一帧数据u2=x2(:

6、,20);N=1024;t=(0:N-1)/fs; y1=20*log10(fft(u1,N);y2=20*log10(fft(u2,N);f = (0: 511)*fs/1024;figure(1);xlabel('Hz'); ylabel('db');plot(f,y1(1:512),'r','LineWidth',1);%做原始语音信号的FFT频谱legend('汉明窗的频谱');figure(2);plot(f,y2(1:512),'b','LineWidth',1); xl

7、abel('Hz'); ylabel('db');legend('矩形窗的频谱');suptitle() 图2：ah第20帧单帧语音频谱图，窗长20ms, 帧移10ms，矩形窗和hamming窗，10k采样3 语音频域功率谱图clcclear allclose all%-load ah;fs=10000;x2=enframe(data, fs, 20, 0.5, 'boxcar');x1=enframe(data, fs, 20, 0.5, 'hamming');u1=x1(:,20); % 取得一帧数据u2=x2

8、(:,20);N=1024;t=(0:N-1)/fs; y1=20*log10(fft(u1,N);y2=20*log10(fft(u1,N).2);f = (0: 511)*fs/1024;figure(1);plot(f,y1(1:512),'b','LineWidth',1.5);%做原始语音信号的频谱hold on;plot(f,y2(1:512),'r','LineWidth',1.5);%做原始语音信号的功率谱 xlabel('Hz'); ylabel('db');suptitle()

9、legend('汉明窗的频谱','汉明窗功率谱');z1=20*log10(fft(u2,N);z2=20*log10(fft(u2,N).2);figure(2);plot(f,z1(1:512),'b','LineWidth',1);%做原始语音信号的频谱hold on;plot(f,z2(1:512),'r','LineWidth',1);%做原始语音信号的功率谱 xlabel('Hz'); ylabel('db');suptitle() legend('

10、;矩形窗的频谱','矩形窗功率谱');图3：Ah 第20帧时域波形图，10k采样, 帧长20ms, hamming窗图4：Ah 第20帧时域波形图，10k采样, 帧长20ms, 矩形窗4 语谱图（1）clc clear close all x,fs=audioread('E:1.wav'); m1=42230; m2=138000; x=x(m1:m2); win=0.01;inc=win/2; winlen=win.*fs; inclen=inc.*fs; amp1 = enframe(filter(1 -0.9375, 1, x),hamming(w

11、inlen), inclen)' n=fix(length(x)-winlen+inclen)/inclen); w=winlen/2+1; n2=1:w; freq=(n2-1)*fs/winlen; Y=fft(amp1); Yn=Y(n2,:);clf; frameTime=(1:n)*inclen; imagesc(frameTime,freq,20*log10(abs(Yn)+eps); axis xy; xlabel('时间 /s)');ylabel('频率 /Hz'); colormap(jet); suptitle()图5：语音WHUT语

12、谱图，10k采样（2）clc clear close all x,fs=audioread('E:1.wav'); m1=42230; m2=138000; x=x(m1:m2); win=0.04;inc=win/2; winlen=win.*fs; inclen=inc.*fs; amp1 = enframe(filter(1 -0.9375, 1, x),hamming(winlen), inclen)' n=fix(length(x)-winlen+inclen)/inclen); w=winlen/2+1; n2=1:w; freq=(n2-1)*fs/win

13、len; Y=fft(amp1); Yn=Y(n2,:);clf; frameTime=(1:n)*inclen; imagesc(frameTime,freq,20*log10(abs(Yn)+eps); axis xy; xlabel('时间 /s');ylabel('频率 /Hz'); colormap(jet); suptitle()图64.2（1）clc clear close all load('should.mat'); fs=10000; win=0.01;inc=win/2; winlen=win.*fs; inclen=inc

14、.*fs; amp1 = enframe(filter(1 -0.9375, 1, data),hamming(winlen), inclen)' n=fix(length(data)-winlen+inclen)/inclen); w=winlen/2+1; n2=1:w; freq=(n2-1)*fs/winlen; Y=fft(amp1); Yn=Y(n2,:);clf; frameTime=(1:n)*inclen; imagesc(frameTime,freq,20*log10(abs(Yn)+eps); axis xy; xlabel('时间 /s');yl

15、abel('频率 /Hz'); colormap(jet); suptitle()图7（2）clc clear close all load('should.mat'); fs=10000; win=0.04;inc=win/2; winlen=win.*fs; inclen=inc.*fs; amp1 = enframe(filter(1 -0.9375, 1, data),hamming(winlen),inclen)' n=fix(length(data)-winlen+inclen)/inclen); w=winlen/2+1; n2=1:w;

16、freq=(n2-1)*fs/winlen; Y=fft(amp1); Yn=Y(n2,:);clf; frameTime=(1:n)*inclen; imagesc(frameTime,freq,20*log10(abs(Yn)+eps); axis xy; xlabel('时间 /s');ylabel('频率 /Hz'); colormap(jet); suptitle()图85 语音倒谱图clcclear allclose all%-load ah;fs=10000;x2=enframe(data, fs, 40, 0.5, 'boxcar');x1=enframe(data, fs, 40, 0.5, 'hamming');u1=x1(:,15); % 取得一帧数据u2=x2(:,15);y1=rceps(u1);y2=rceps(u2);figure(1);xlabel('Hz'); ylabel('幅度');plot(y1,'r');%做原始语音信号的FFT频谱ho