基于MATLAB的语音信号分析与处理的课程设计实验报告

析1绪论数字信号处理(digitalsignalprocessing,DSP)是从20世纪60年代以来，随着信息学科和计算现出来。简言之，数字信号处理是把信号用数字或符号表示的序列，通过计算机或通用(专用)信号处理设备，用数字的数值计算方法处理(例如滤波、变换、压缩、增强、估计、识别等)，以达到提取有用信息便于应用的目的。数字信号处理的应用包括滤波与变换、通信、语音、语言、图像、图形、消费电子、仪器、工业控制与自动化、医疗、军事等。其发展方向也是多方面的，包括数字汇聚、远程会议系统、融合网络、数字图书馆、图像与文本合一的信息检索业务、多媒体通信、个人信息终端等。函数，就要得到以z^(-1)升幂排列的传输函数的分子和分母多项式的系数，即向量num、den，而这两个参数由[num率，所以数字滤波器设计中必须给出抽样频率。2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结论，再利用作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。)学会的使用，掌握的程序设计方法。)掌握在环境下语音信号采集的方法。)掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。)掌握设计和数字滤波器的方法。)学会用对信号进行分析和处理。录制一段自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；给定滤波器的性能指标，设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波分析信号的变化；回放语音信号；最后，用设计一信号处理系统界面。→控件、六个控件。→控件、一个→控件、六个控件。→控件、一个控件和两个控件、四个、修改控件属性：选中需要修改属性的控件，双击打开属性查看器，具体设置如下：个一个控件信号波形信号频谱后信号波形后信号频谱器频率响应器种类：：控件(这五个3、保存：设置好各个控件的属性，回到主窗口保存，给文件命名为，同时文件打开。、设置回调函数：在文件窗口中设置回函数。这里，虽然自动生成了回调函数，但是回调函数是空的，需要在文件中对它进行定义说明。该程序只需要对六个控件六个控件的回调函数：函数采样，格式是是对语音信号进行，返回采样值放在设定通带截止频率()、阻带截止频率()、通带波纹系数()、阻带波纹系数()、抽样频率()。模拟域转化成数字域。如果选择，则制做巴特沃思滤波器。估算巴特沃思滤波器的阶数和截止频率。求传输函数的分子和分母多项式的系数。选择，则制做切比雪夫Ⅰ型滤波器。估算切比雪夫Ⅰ型滤波器的阶数和截止频率。求传输函数的分子和分母多项式的系数。根据传输函数的分子和分母多项式的系数得到模拟滤波将滤波后的信号进行回放。将信号进行快速傅里叶变换。在坐标轴上画出信号的波形图。在坐标轴上画出信号的频谱图。应。在坐标轴上以黑线画出滤波器的频率响应。阶高通滤波器。为双元素向量，返回阶带通滤波器。阶带阻滤波器。始信号”按键就可以看到原始信号的波形和频谱，并播放原始信号；选择滤波器种类(巴特沃号经过滤波器后的信号的波形与频谱，并播放该信号。图控件布局图单击“激活运行”后界面图巴特沃思高通滤波器图切比雪夫高通滤波器图巴特沃思低通滤波器图切比雪夫低通滤波器图巴特沃思带通滤波器图切比雪夫带通滤波器图巴特沃思带阻滤波器图切比雪夫带阻滤波器图—图为巴特沃思和切比雪夫Ⅰ型滤波器在不同频率特性下产生的信号波形与频谱，同时有原信号作对比。可以看出，巴特沃思滤波器的频率特性曲线无论在通带还是在阻带内，都是频率的单调函数，切比雪夫Ⅰ型滤波器的幅频特性在通带内是等波纹的，阻带内是单调的。因为在回调函数中，高通和低通、带通和带阻滤波器的截止频率、波纹系数、抽样频率设定的值是相同的，所以在下图中纵向对比可以看出，信号通过高通和低通滤波器之后频谱相对于原信号是互补的，如果对于高通滤波器在某一频率段上有幅值，那么对于低通滤波器该频率幅值为零。同理于带通和带阻滤波器。横向上对比可以看出不同滤波器选频特性也不同，特别是在图—图中选频边界处的频谱处理可以看出，切比雪夫滤波器比巴特沃思滤波器的选频特性好。滤波器的作用就是滤除掉阻带内有频率分量，保留通带内的频率分量。在图—图的波形图和频谱图中可以看出，经过滤波器处理后，不仅滤除掉了原信号的部分频率分量，原信号的幅度也会有所衰减，而低通和带阻滤波器产生的信号相对于原信号变化不大，是因为设定的选频范围是原信号的频率段中较集中的部分，所以与此同时，高通和带通滤波器产生的信号相对于原信号的幅度就会大大衰减，其原因也是在于高通和带通滤波器的选频范围是原信号频率范围中较少的一部分。而高通和带通滤波器回放的音频信号，几乎已经听不到什么声音，这也说明了这两种滤波器产生的信号频率只占原信号频率范围中较少的部分。所以根据各个滤波器的选频范围及滤波后信号的音效，可大致判断原信号的频率多集中在以下。通过这次课设，使我对滤波器有了更深的认识，特别是滤波器参数对滤波器性能的影响，因为通带截止频率、阻带截止频率、通带波纹系数、阻带波纹系数都是要影响滤波器的阶数，而滤波器的阶数越大，其选频特性就越好。因为滤波器处理的音频信号是我自己的声音，所以通过滤波器处有意思的。在做课程设计之前觉得内容挺难的，但经过查阅图书馆的资料和同学们的努力与帮助，最后还是以比较短的时间完成了这次课程设计。以前学的时候，最后的大作业也是用设计了一控件来作滤波器参数的输入，感觉到自己的能力还是很有限，所以还需要加强学习。但最重要的还是感觉到通过课程设计能够学以致用，并且运用以前学过的工具来更好的理解所学的内容，收程佩青数字信号处理教程(第三版)清华大学出版社罗军辉、罗勇江、白义臣等刘波、文忠、曾涯等在数字信号处理中的应用机械工业出版社信号处理电子工业出版社在本次设计中，借阅