山东建筑大学语音信号处理实验二(共8页)

1、山东建筑(jinzh)大学实验报告课 程：语音(yyn)信号处理 院 （部）：信息(xnx)与电气工程学院 专 业：电子信息工程 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导老师：关华 完成时间：2014.4.13 山东(shn dn)建筑大学实验报告学院(xuyun):信息(xnx)与电气工程学院班级: 姓名: 学号: 课程: 语音信号处理 实验日期: 2014 年 4 月 9 日 成绩: 实验二 基于MATLAB分析语音信号频域特征一、实验目的本实验要求掌握傅里叶分析原理，会利用已学的知识，编写程序估计短时谱、倒谱，画出语谱图，并分析实验结果，在此基础上，借助频域分析方法所求得的参数分析语音信号的

2、基音周期或共振峰。二、实验原理1、短时傅立叶变换短时傅立叶变换的定义为： 离散的短时傅立叶变换如下： 语谱图 语谱图的时间分辨率和频率分辨率是由窗函数的特性决定的。时间分辨率高，可以看出时间波形的每个周期及共振峰随时间的变化，但频率分辨率低，不足以分辨由于激励所形成的细微结构，称为宽带语谱图；而窄带语谱图正好与之相反。3、复倒谱和倒谱复倒谱是x(n)的Z变换取对数后的逆Z变换，其表达式如下: 倒谱c(n)定义为x(n)取Z变换后的幅度对数的逆Z变换，即 4、基因周期估计浊音信号的倒谱中存在峰值，它的出现位置等于该语音段的基音周期，而清音的倒谱中则不存在峰值。5、共振峰估计对倒谱进行滤波，取出低

3、时间(shjin)部分进行进行逆特征系统处理，可以得到一个平滑的对数谱函数，对于浊音的声道特性，可以采用前三个共振峰来描述；清音不具备共振峰特点。 山东(shn dn)建筑大学实验报告学院(xuyun):信息与电气工程学院班级: 姓名: 学号: 课程: 语音信号处理 实验日期: 2014 年 4 月 9 日 成绩: 实验程序及结果分析短时谱cleara=wavread(E:soundbeifeng.wav,9100,9700);%读取音频文件“beifeng.wav”中9100到9700段的样本subplot(2,1,1),plot(a);title(original signal);grid

4、N=400;h=hamming(N); %用汉明窗，长度为400for m=1:N b(m)=a(m)*h(m) %用汉明窗截取长度为N的信号，为了减少截断引起的栅栏效应等end y=20*log(abs(fft(b)%做傅里叶变换，取其模值，即幅频特性，然后用分贝（dB）表示subplot(2,1,2)plot(y);title(短时谱);grid 山东(shn dn)建筑大学实验报告学院(xuyun):信息(xnx)与电气工程学院班级: 姓名: 学号: 课程: 语音信号处理 实验日期: 2014 年 4 月 9 日 成绩: 语谱图clearx,fs,nbits=wavread(E:soun

5、dbeifeng.wav )%返回音频文件“beifeng.wav”中采样率（Fs）和每个样本的位数用于编码的文件中数据的数量specgram(x,512,fs,100); %生成语谱图，汉明窗长度为100，整体窗口长度必须小于等于512xlabel(时间(s);ylabel(频率(Hz);title(语谱图);3)倒谱（1）加矩形(jxng)窗时的倒谱cleara=wavread(E:soundbeifeng.wav ,9100,9700);subplot(2,1,1);plot(a);title(original signal); 山东(shn dn)建筑大学实验报告学院(xuyun):信

6、息与电气工程学院班级: 姓名: 学号: 课程: 语音信号处理 实验日期: 2014 年 4 月 9 日 成绩: gridN=300;h=linspace(1,1,N);%生成长度为300的矩形窗for m=1:Nb(m)=a(m)*h(m);%用矩形窗截取长度为300的信号end c=rceps(b);%作出加矩形窗时的倒谱c=fftshift(c);%频谱搬移(bn y)subplot(2,1,2);plot(c);title(加矩形(jxng)窗时的倒谱)结果(ji gu)分析： 通过上图可发现浊音信号的倒谱中存在峰值，它的出现位置等于该语音段的基音周期，而清音的倒谱中则不存在峰值。所以基

7、音周期约为150。谱的峰值对应于共振峰频率，该谱峰值为2.2，故共振峰频率为2.2。 山东建筑大学实验报告学院:信息与电气工程学院班级: 姓名: 学号: 课程: 语音信号处理 实验日期: 2014 年 4 月 9 日 成绩: 加汉明窗时的倒谱cleara=wavread(E:soundbeifeng.wav ,9100,9700);%读取音频文件“beifeng.wav”中9100到9700段的样本subplot(2,1,1);plot(a);title(original signal);gridN=300;h=hamming(N);%生成一个(y )长度为300的汉明窗for m=1:Nb(

8、m)=a(m)*h(m);%用汉明窗截取(jiq)信号，长度为300end c=rceps(b);%作出加汉明窗时的倒谱c=fftshift(c);%频谱搬移(bn y)subplot(2,1,2);plot(c);title(加汉明窗时的倒谱) 山东建筑大学实验报告学院:信息与电气工程学院班级: 姓名: 学号: 课程: 语音信号处理 实验日期: 2014 年 4 月 9 日 成绩: 结果分析： 通过(tnggu)上图可发现浊音信号的倒谱中存在峰值，它的出现位置等于(dngy)该语音段的基音周期，所以(suy)基音周期约为150。谱的峰值对应于共振峰频率，该谱峰值为3.5，故共振峰频率为3.5。实验体会 通过此次实验我掌握了傅里叶分析原理，学会了利用已学的知识，编写程序估计短时谱、倒谱，画出语谱图，借助频域分析方法所求得的参数分析语音信号的基音