matlab语音信号录制采集及分析程序课程设计.docVIP

目录 第一章 Matlab课程设计方案的提出 1 第一节 设计的主要内容及基本要求 1 一 主要内容 1 二 基本要求 1 第二节 设计方案 1 第二章 语音信号及其加噪 2 第一节 语音信号 2 一 语音信号的采集 2 二 语音信号的时域及频谱分析 2 第二节 语音信号的加噪和分析 4 一 语音信号的加噪 4 第三章 滤波器的选择 8 第一节 滤波器的基本概念 8 一 滤波器的功能 8 二 四种基本的滤波器 9 第二节 数字滤波器的基本知识 9 一 FIR数字滤波器 9 二 IIR数字滤波器 10 第三节 数字滤波器的选取 11 心得体会 12 参考文献 13 附录 14 第一章 Matlab课程设计方案的提出 第一节 设计的主要内容及基本要求 一 主要内容 要求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时域波形和频谱图；对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声后的信号进行播放，并画出时域和频谱分析；对比加噪声前后的时域图和频谱图，分析讨论采用什么样的滤波器进行滤除噪声。 二 基本要求 学会使用MATLAB，掌握MATLAB的程序设计方法；掌握在Windows环境下语音信号的录制方法；掌握在MATLAB环境下语音信号的采集方法；用randn函数给原始信号加入高斯随机噪声；并会用MATLAB对信号进行分析和处理。 第二节 设计方案 录制一段语音信号；然后，利用MATLAB中的wavread命令来读入语音信号，将它赋值给某一向量。再将该向量看做一个普通的信号，对其进行FFT变换实现频谱分析；随后，利用随机函数randn产生噪声加入其中，对其进行频谱分析。并用sound函数回放加噪声前后的语音。最后，分析比较加噪声前后的语音信号的波形及频谱。 第二章 语音信号及其加噪 第一节 语音信号 一 语音信号的采集 首先，打开电脑；在计算机中Windows XP的操作系统中，点击开始→附件→录音机，就会启动计算机中录音机。这时按下开始录音按钮，就会开始录音，此时对着电脑说“你好”，说完后按下停止录音按钮，录音结束。到此，完成了自己的语音信号的录制。录制的语音信号的后缀名为.wav。 然后将已录制好的语音信号命名为“你好”，再将其以该文件名保存在C:\USER\Lenovo\DOCUMENTS\MATLAB中，此时本次课程设计的第一步录制一段自己的语音信号完成。 二 语音信号的时域及频谱分析 在MATLAB软件平台下，利用wavread函数对语音信号进行采样，得到了声音数据变量y，同时把y的采样频率Fs=8000Hz和数据位Nbits=8Bit放进了MATLAB的工作空间。用sound函数对语音信号进行播放，并可对语音信号进行频谱分析，在MATLAB中可以利用函数FFT对信号进行快速傅里叶变换。 函数FFT的调用格式为： fft(x,n); 其中，x为所要进行快速傅里叶变换的语音信号，n为所要进行的傅里叶变换的点数，在本次的课程设计中我所使用的n的点数为原语音信号的长度，但也可使用1024、512等。 wavread函数的调用格式为： [y,fs,nbits]=wavread(语音信号文件名); sound函数的调用格式为： sound(y,fs,nbits); 求信号的长度的函数为length()，其调用格式为： length(y)； 其中，y为所要求长度的信号。 对原语音信号的采集及回放和时域、频域的波形的程序如下： [y,fs,nbits]=wavread(你好);%把语音信号加载入Matlab仿真软件平台 sound(y,fs,nbits);%回放语音信号 subplot(2,1,1);plot(y);title(原语音信号的时域波形); grid on;%加网格 legend(Waveform ); xlabel( Time (s) );%标横坐标 ylabel(Amplitude );%标纵坐标 n=length(y);%求出语音信号的长度 Y=fft(y,n);%傅里叶变换 Y1=fftshift(Y);%对频谱图进行平移 subplot(2,1,2);plot(abs(Y1));title(原语音信号的频谱图); grid on;%加网格 上述的程序是在MATLAB软件中采集并回放出原语音信号并画出其时域波形及频谱图。在MATLAB软件中运行上述程序可得到原语音信号的时域波形和其频谱图如图2.1所示。 图2.1 由频谱图可看出，原语音信号的频率大约集中在500Hz以内，由采样定理可得2=2×500=1000Hz,故重放语音后仍可较清晰地听出原语音信