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Matlab语音信号处理.pdf
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2021-10-30
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MATLAB
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Matlab 语 音 信 号 处 理
一 、设计目的
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
导得出相应结论,再利用 MATLAB 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。
二、设计要求
1、 MATLAB 的使用,掌握 MATLAB 的程序设计方法。
2、 Windows 环境下语音信号采集的方法。
3、数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。
4、TLAB 设计 FIR 和 nR 数字滤波器的方法。
5、用 MATLAB 对信号进行分析和处理
6、计报告 4000 以上,含程序设计说明,用户使用说明,源程序清单及程
序框图。
7、机演示。
8、有详细的文档。文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相
应的分析与结论。
目 录
一、课题的主要功能 .................................................. 1
1.1 语音信号采集 ................................................. 1
1.2 语音信号分析 ................................................. 1
1.3 含噪语音信号合成 ............................................. 1
1.4 数字滤波器设计及滤波 , 完成以下的两个题目 ...................... 1
1.5 回放语音信号 ................................................. 2
1.6 课程设计的参考文献 ........................................... 2
二、课题的功能模块的划分 ............................................ 3
三、主要功能的实现 .................................................. 4
3.1 绘出源信号的时域波形图和频域波形图 ........................... 4
3.2 加入噪声干扰 ................................................. 5
3.3 滤波 ......................................................... 5
四、程序调试 ........................................................ 9
五、总结 ............................................................ 9
六、附件 ........................................................... 10
6.1 导入源声音信号代码 .......................................... 10
6.2 加入噪声干扰 ................................................ 10
6.3 实现对干扰信号的滤波作用的代码 .............................. 12
6.3.1 凯撒窗低通滤波器 ...................................... 12
6.3.2 凯撒窗带通滤波器 ...................................... 13
6.3.3 凯撒窗高通滤波器 ...................................... 14
七、评分表 ......................................... 错误!未定义书签。
1
一、课题的主要功能
1.1 语音信号采集
录制一段课程设计学生的语音信号并保存为文件, 要求长度不小于 10 秒,并
对录制的信号进行采样;录制时可以使用 Windows 自带的录音机,或者使用其
它专业的录音软件,录制时需要配备录音硬件(如麦克风) ,为便于比较,需要
在安静、干扰小的环境下录音。
1.2 语音信号分析
使用 MATLAB 绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图。根据频谱图求出
其带宽,并说明语音信号的采样频率不能低于多少赫兹。
1.3 含噪语音信号合成
在 MATLAB 软件平台下,给原始的语音信号叠加上噪声,噪声类型分为如
下几种:(1)白噪声;(2)单频噪色(正弦干扰);(3)多频噪声(多正弦干扰);
(4)其它干扰,可设置为低频、高频、带限噪声,或 Chirp 干扰、冲激干扰。
绘出叠加噪声后的语音信号时域和频谱图,在视觉上与原始语音信号图形对比,
也可通过 Windows 播放软件从听觉上进行对比,分析并体会含噪语音信号频谱
和时域波形的改变。
1.4 数字滤波器设计及滤波 ,完成以下的两个题目
给定滤波器的规一化性能指标 (参考指标 ,实际中依据每个同学所叠加噪声情
况而定)例如:通带截止频率 wp=0.25*pi, 阻通带截止频率 ws=0.3*pi; 通带最大
衰减 Rp=1 dB; 阻带最小衰减 Rs=15 dB,每个题目至少设计出 4 个用不同方法的
不同类型滤波器。
题目(1):采用窗函数法与等波纹法分别设计各型 FIR 滤波器(低通、高通、
带通、带阻中的至少 3 种类型) 来对叠加噪声前后的语音信号进行滤波处理, 绘
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jishuyh
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