语音数字信号处理.doc

淮阴工学院 数字信号处理课程设计报告 题目： 语音信号分析与处理 系 （院）: 计算机工程学院 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 学年学期: 2013 ~ 2014 学年 第 1 学期 2013年12月 日 设计任务书 课题 名称 语音信号处理系统设计 设计 目的 巩固所学的数字信号处理理论知识，理解信号的采集、处理、传输、显示和存储过程； 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； 学习资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。 实验 环境 微型电子计算机（PC）； 安装Windows 2000以上操作系统，MATLAB等开发工具。 任务 要求 录制一段个人自己的语音信号，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， 采用窗函数法和双线性变换设计滤波器， 并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱， 并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语音信号；最后设计一个信号处理系统界面。 利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，注意材料收集与整理； 在第14周末之前完成预设计，并请指导教师审查，通过后方可进行下一步工作； 结束后，及时提交设计报告（含纸质稿、电子稿），要求格式规范、内容完整、结论正确，正文字数不少于3000字（不含代码）。 工作进度计划 序号 起止日期 工 作 内 容 1 2013.12.9~2013.12.9 在预设计的基础上，进一步查阅资料，完善设计方案。 2 2013.12.10~2009.12.11 设计总体方案，构建、绘制流程框图，编写代码，上机调试。 3 2013.12.12~2009.12.13 测试程序，完善功能，撰写设计报告。 4 2013.12.13 参加答辩，根据教师反馈意见，修改、完善设计报告。 指导教师（签章）： 年 月 日 摘要 语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。同时，语言也是人与机器之间进行通信的重要工具，它是一种理想的人机通信方式，因而可为信息处理系统建立良好的人机交互环境，进一步推动计算机和其他智能机器的应用，提高社会的信息化程度。20世纪60年代中期形成的一系列数字信号处理的理论和算法，如数字滤波器、快速傅立叶变换（FFT）等是语音信号数字处理的理论和技术基础。随着信息科学技术的飞速发展，语音信号处理取得了重大的进展：进入70年代之后，提出了用于语音信号的信息压缩和特征提取的线性预测技术（LPC），并已成为语音信号处理最强有力的工具，广泛应用于语音信号的分析、合成及各个应用领域，以及用于输入语音与参考样本之间时间匹配的动态规划方法；80年代初一种新的基于聚类分析的高效数据压缩技术—矢量量化（VQ）应用于语音信号处理中；而用隐马尔可夫模型（HMM）描述语音信号过程的产生是80年代语音信号处理技术的重大发展，目前HMM已构成了现代语音识别研究的重要基石。近年来人工神经网络(ANN)的研究取得了迅速发展，语音信号处理的各项课题是促进其发展的重要动力之一，同时，它的许多成果也体现在有关语音信号处理的各项技术之中。目录 1 课题综述 1 1.1 课题来源 1 1.2 课题的意义 1 1.3 预期的目标 1 1.4 面对的问题 1 1.5 需解决的关键技术 2 2 系统分析 2 2.1 涉及的基础知识 2 2.1.1 语音信号相关调用函数介绍 2 2.1.2 IIR滤波器的设计 2 2.1.3 FIR滤波器的设计 3 2.2 解决问题的基本思路 3 2.3 总体方案 3 2.4 功能模块框图 4 3 系统设计 5 3.1 语音信号的录制 5 3.2 实现语音信号的功能 5 3.3 噪声的添加 6 3.4 滤波器的设计 6 4 代码编写 7 4.1 录音 7 4.2 打开文件、播放、暂停、继续 7 4.3 音量调整与语速调整 8 4.4 单一噪声、随机噪声 9 4.4 时域波形 11 4.5 频