基于MATLAB的语音信号录制采集和分析的程序设计1.doc

摘要 随着计算机和信息科学的飞速发展，数字信号处理逐渐发展成为一门独立的学科，成为信息科学的重要组成部分，在语音处理、雷达、图像处理、通信、生物医学工程等众多领域中得到广泛应用。 Matlab语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，Matlab功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的。特别是Matlab还具有信号分析工具箱，不需具备很强的编程能力，就可以很方便地进行信号分析、处理和设计关键词：频谱分析 目 录 摘要 I 第一节 设计要求 1 第二节 设计方案 1 第二章 语音信号的采集及加噪 2 第一节 语音信号的录制 2 第二节 语音信号的时域分析 3 第三节 语音信号加噪和频谱分析 5 第三章 滤波器设计 7 第一节 FIR和IIR数字滤波器的选择 7 第二节 用FIR滤波器语音信号进行滤波 9 一 滤波器的程序设计 9 二 滤波前后信号比较 10 第三节 比较回放语音信号 12 第四章 心得体会 13 参考文献 14 第一章 课程设计方案提出 第一节 设计要求 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；对所采集的信号加入干扰噪声，对加入噪声进行播放，并进行时域和频谱分析；对比及早前后的时域图和频谱图，分析讨论采用什么的滤波器进行滤除噪声。 第二节 设计方案 图1.1 语音信号录制流程图 首先，录制一段语音信号（如图1.1）；然后，利用MATLAB中的wavread命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。再将该向量看作一个普通的信号，对其进行FFT变换实现频谱分析再依据实际情况对它进行滤波。对于波形图与频谱图（包括滤波前后的对比图）都可以用 MATLAB画出。我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放，以便在听觉上来感受声音的变化。PC 机上的声卡和WINDOWS 操作系统可以进行数字信号的采集。将话筒输入计算机的语音输入插口上,启动录音机。按下录音按钮,接着对话筒说话“语音信号处理”,说完后停止录音,屏幕左侧将显示所录声音的长度，点击放音按钮,可以实现所录音的重现。以文件名“shijiebei”保存入D:\ MATLAB \ work 中。文件存储器的后缀默认为. wav ,这是WINDOWS 操作系统规定的声音文件存的标准。具体操作如下： a.打开 开始/程序/附件/娱乐/录音机（如图3.1）; 图3.1 b.用windows media player播放一首音乐并用MIC对着耳机录音或自已说话录音（按键），到10秒时停止（按键）（如图3.1）； 图3.2 图3.3 c.将录制文件加存为D:/MATLAB7/work中，文件名为shijiebei.wav（如图3.2、图3.3和图3.4）； 图3.4 第二节 语音信号的时域分析 在MATLAB软件平台下，利用MATLAB中的wavread”命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。Wavread 函数几种调用格式。 （1）y=wavread（file）；读取file所规定的wav文件，返回采样值放在向量y中。 （2）[y,fs,nbits]=wavread(file) ；采样值放在向量y中，fs表示采样频率（hz），nbits表示采样位数。 （3）y=wavread（file，N）；读取钱N点的采样值放在向量y中。 （4）y=wavread（file，[N1,N2]）；读取从N1到N2点的采样值放在向量y中。 接下来，对语音信号shijiebei.wav进行采样。 其采样程序如下： [y,fs,nbits]=wavered (‘E:\sheji\shijiebei’); 即把语音信号加载入Matlab 仿真软件平台中。 然后，画出语音信号的时域波形，再对语音信号进行频谱分析。MATLAB提供了快速傅里叶变换算法FFT计算DFT的函数fft,其调用格式如下： Xk=fft(xn,N) 参数xn为被变换的时域序列向量，N是DFT变换区间长度，当N大于xn的长度时，fft函数自动在xn后面补零。，当N小于xn的长度时，fft函数计算xn的前N个元素，忽略其后面的元素。 在本次设计中，我们利用fft对语音信号进行快速傅里叶变换，就可以得到信号的频谱特性。 其程序如下： [y,fs,nbits]=wavread ( E:\sheji\