基于matalab的语音信号处理.doc

吉首大学信息科学与工程学院 课程设计报告书 课 程 数字信号处理 课 题： 基于Matlab的语音信号处理与仿真 姓 名： 周雄鹏，尹里，杨建，林湘煌， 学 号： 专 业： 通信工程 年 级： 2011级 指导教师： 基地指导教师： 年 月 一、项目介绍与设计目的 语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。通过语言相互传递信息是人类最重要的基本功能之一。语音是语言的声学表现，是相互传递信息的最重要的手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。随着计算机技术和信息技术的发展，语音交互已经成为人机交互的必要手段，而语音信号的采集和处理是人机交互的前提和基础。尽管在Windows附件的娱乐中带有一个录音机，通过它可以驱动声卡采集语音信号并保存为语音文档，但是要对采集的信号进一步分析处理就必须另外编程或通过其它软件，而且Windows附件中的录音机功能极其有限不能扩展。而在Matlab环境中，可以通过多种编程方法驱动声卡，实现对语音信号的采集和回放。同时由于Matlab是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化，使人机交互更加便捷。 语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门新兴学科。作为高科技应用领域的研究热点，语音信号处理技术从理论的研究实际应用已经走过了几十个春秋并且取得了长足的进步。它正在直接与办公、交通、金融、保安、商业、旅游等行业的语音咨询与管理等各种实际应用领域相接轨。可见，语音信号处理技术的研究将是一项挑战性的工作。 语音信号处理包括的主要方面有：语音的识别，语言的理解，语音的合成,语音的增强,语音的数据压缩等。而本文仅仅是对语音信号做一些简单的处理，包括信号的提取、调整、变换和滤波等。 本文是对语音信号同时在时域和频域进行滤波处理和分析，在Matlab应用软件下设计一个简易图形用户界面（GUI），来解决一般应用条件下的各种语音信号处理。 二、设计方案 1．项目环境要求 语音信号的处理与仿真选用Matlab平台[2,5,7,8,9]。Matlab是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。下面对Matlab的主要组成部分和图形用户界面（GUI）作简单介绍。 · Matlab的主要组成部分： 1）开发环境：开发环境是帮助用户使用Matlab函数和文件的工具的集合，这些工具中许多都是图形用户界面。开发环境包括Matlab桌面及其命令窗口、命令记录、帮助浏览器、工作平台、文件和有哪些信誉好的足球投注网站路径等。 　 2）Matlab数学函数库：该库收集了大量的从基本函数（求和、三角运算、复杂算术等）到复杂函数（矩阵求逆、求矩阵特征值、贝塞尔函数和快速傅立叶变换等）的计算算法。 3）Matlab语言：Matlab语言是一种包括流程控制语句、函数、数据结构、输入/输出和面向对象编程方式的高级矩阵/数组语言，该语言能够通过与其它Matlab系统组成部分之间的交互完成非常复杂的计算任务。 4）图形句柄：图形句柄即Matlab的图形系统，该系统既包括二维和三维数据的可视化、图像处理、动画和图形描述等高级命令，又包括允许用户完全自定义图形，并在Matlab应用程序中建立自己的图形界面的低级命令。 5） Matlab应用程序接口：API是允许用户编写C、FORTIULN和Matlab接口程序的系统库，该库中包含一些调用工具，其它应用程序能够通过动态链接、作为计算引擎、读写MAT文件三种形式来使用这些工具以调用Matlab程序。 ·图形用户界面（GUI） 1）图形用户界面概念 图形用户界面或图形用户接口（Graphical User Interface,GUI）是指采用图形方式显示的计算机操作环境用户接口。与早期计算机使用的命令行界面相比，图形界面对于用户来说更为简单易用。 GUIDE是Matlab提供的图形界面开发环境，提供了一系列用于创建