【2017年整理】语音信号采集与处理.docVIP

学 号 天津城建大学 信息处理系统综合设计 设计说明书 起止日期： 年 月 日 至 年 月 日 学生姓名 班级 成绩 指导教师(签字) 学院 年 月 日 天津城建大学 课程设计任务书 20 —2015学年第学期 学院 专业 班级 课程设计名称： 设计题目： 完成期限：自 年 月 日至 年 月 日共 周 设计依据、要求及主要内容（可另加附页）： 拟达到的要求或技术指标： 本设计要求学生录制一段自己的语音信号后，在MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的频谱图；对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行播放，并进行频谱分析；对比加噪前后的频谱图，分析讨论采用什么样的滤波器进行滤除噪声。 目录 第一章 前言 1 1.1 研究的意义 1 1.2研究的内容 1 第二章 语音信号去噪方法的研究 3 2.1 采样定理 3 2.2采样频率 3 2.3去噪的方法 3 第三章 语音信号采集与处理 4 3.1 语音文件在MATLAB平台上的录入与打开 4 3.2原始语音信号在MATLAB中的最简单表现 4 3.3 加噪语音信号频谱分析及仿真 5 3.4 去噪及仿真 6 第四章 总结 8 参考文献 9 第一章 前言 1.1 研究的意义 语音是语言的声学表现，是人类交流信息最自然、最有效、最方便的手段。随着社会文化的进步和科学技术的发展，人类开始进入了信息化时代，用现代手段研究语音处理技术，使人们能更加有效地产生、传输、存储、和获取语音信息，这对于促进社会的发展具有十分重要的意义，因此，语音信号处理正越来越受到人们的关注和广泛的研究。 语音信号是信息技术处理中最重要的一门科学，是人类社会几步的标志。那么什么是语音？语音是人类特有的功能，也是人类获取外界信息的重要工具，也是人与人交流必不可少的重要手段。那么什么又是信号？那信号是什么呢？信号是传递信息的函数。离散时间信号——序列——可以用图形来表示。 语音信号处理是一门用研究数字信号处理研究信号的科学。它是一新兴的信 息科学，同时又是综合多个学科领域的一门交叉科学。语音在我们的日常生 活中随时可见，也随处可见，语音很大程度上可以影响我们的生活。所以研究语音信号无论是在科学领域上还是日常生活中都有其广泛而重要的意义。 1.2 国内外研究现状 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，他的各项成果也体现在语音信号处理的各项技术之中。 1.2研究的 内容 本论文主要介绍的是的语音信号的简单处理。本论文针对以上问题，运用数字信号学基本原理实现语音信号的处理，在matlab环境下综合运用信号提取，幅频变换以及傅里叶变换、滤波等技术来进行语音信号处理。我所做的工作就是在matlab软件上编写一个处理语音信号的程序，能对语音信号进行采集，并对其进行各种处理，达到简单语音信号处理的目的。 对语音信号的研究，本论文采用了滤波器的基本研究方法来达到研究语音信号去噪的目的，最终结合图像以及对语音信号的回放，通过对比，得出结论。 本课题的研究基本步骤如下： 1.语音信号的录制。 2.在MATLAB平台上读入语音信号。 3.绘制频谱图并回放原始语音信号。 4.利用MATLAB编程加入一段随机噪音信号，设计滤波器去噪，并分别绘制频谱图、回放语音信号。 流程框图可如下表示：（图1-1） 图1-1 论文设计的流程 第二章 语音信号去噪方法的研究 2.1 采样定理 在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中，最高频率fmax的2倍时，即：fs.max=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5～10倍；采样定理又称奈奎斯特定