【必威体育精装版资料】《语音信号处理》上机实验指导书.doc

北京信息科技大学 《语音信号处理》 实验指导书 李红莲 编 光电信息与通信工程学院 二〇〇九年二月 目 录 实验一 语音信号的时域特征与频域特征……………………….…….3 一、实验目的..…………………………………………………………. 3 二、实验内容..……………………………………………………...…. 3 三、实验原理…………………….……………….….……...…. ………3 四、实验方法与实验步骤………………………………………….…. 3 五、思考题.………………………………………………………….….4 六、实验报告要求.………………………………………………….….4 实验二 语音信号的基本参数提取与矢量量化………………….…….5 一、实验目的..…………………………………………………………. 5 二、实验内容..……………………………………………………...…. 5 三、实验原理…………………….……………….….……...…. ………5 四、实验方法与实验步骤………………………………………….…. 5 五、思考题.………………………………………………………….….6 六、实验报告要求.………………………………………………….….7 实验一：语音信号的时域特征与频域特征 实验项目：语音信号的时域特征与频域特征 实验项目性质：验证性实验 课程：《语音信号处理》 计划学时：4学时 一、实验目的 使学生通过本实验观察语音信号在时域和频域的基本特征（语音波形、基音频率、过零数、共振峰），验证教材中关于语音信号在时域和频域的基本特征的概念与论述；通过采集语音数据与在实验中记录每个元音的基音周期、过零数、共振峰等环节熟悉这些语音的基本特征，为今后深入学习语音信号处理奠定基础。 二、实验内容 学习音频编辑软件Cool Edit的使用方法及语音文件的建立；采集语音数据；观察语音波形；记录每个元音的基音周期（其倒数为基音频率）、过零数、共振峰；观察语音频域特征；分析不同元音的共振峰模式的特点（频率、相对振幅）。 三、实验原理 元音与辅音在发音方法有如下基本区别：发元音时气流顺利通过声腔，声带颤动，形成的声波是周期性的；发辅音时气流暂时被阻不能通过或只能勉强挤出去。 元音具有基音与共振峰结构，辅音则不具有这两者。 基音由声带振动频率产生，决定语音的音高、音调。在语音波形中表现为准周期峰值。 共振峰是语音频谱上的强频区，表现为频谱上呈峰状。共振峰由声腔形状的变化决定，不同的声腔形状有不同的固有频率，产生不同的共振峰模式。每个元音有特定的共振峰模式。 四、实验方法与实验步骤 （一）音频编辑软件Cool Edit的使用方法及语音文件的建立 点击桌面上“cool edit”图标，选不同项可激活cool edit菜单中不同功能。 ② 点击“file”菜单中的“new”，设抽样频率为8KHz，单声道“mono”，“8 bit”。 点击“Record”录音，将录音存成“.wav”文件。 点击菜单中“View”中的“Spectral View”可观看语谱图。 点击菜单中“Analyze”中的“Frequence Analysis”可分析频谱。 点击菜单中“Effects”中的“Amplitude”可改变幅度。 其它菜单功能可通过点击试验熟悉。 （二）观察语音时域特征 在E盘或D盘建立实验者本人的文件夹，然后做以下实验。 发【a】、【i】、【e】、【u】这四个元音，由麦克风采集语音数据，分别存成“a.wav”、 “i.wav”、“e.wav”、“u.wav”文件，存在本人的文件夹中。 利用Cool Edit打开并观察以上语音数据的波形。 ③元音波形中的准周期结构与声带振动频率对应，其周期称为“基音周期”（其倒数为基音频率），利用Cool Edit观察元音的波形，记录每个元音的前部、中部和后部的各一个基音周期。 ④记录每个元音的任意一个基音周期中的过零数。 ⑤ 共振峰是语音频谱的峰状区域，利用Cool Edit观察上述每个元音的频谱，记录每个元音的前三个共振峰的数值。 （三）观察语音频域特征 对你发的【a】、【i】、【e】、【u】这四个元音中每一个元音，分别选取稳定段的256个抽样，利用 Matlab 的 FFT计算其频谱，并利用subplot命令以波形和频谱对应的形式画出图形。部分参考程序如下 y = wavread(e.wav); t=1:length(y) y2 = wavread(e.wav,[4000 4512]); y2F=fft(y2); subplot(3,1,1) plot(t,y,-b,4000,[0.2:0.005:0.4],-r,4512,[0.2:0.005:0.4],-r) subplot(3,1,2