《MATLAB课程设计》报告.pdf

《MATLAB 课程设计》报告 设计题目： 基于 MATLAB的语音信号采集与处理 学生姓名： 学生学号： 专业班级： 光信息科学与技术 答辩时间： 2013 年 12 月 指导教师： 冯明库 广东技术师范学院 电子与信息学院 一、设计目的及意义 1. MATLAB 软件功能简介 MATLAB的名称源自 Matrix Laboratory,1984 年由美国 Mathworks 公司推向 市场。它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。 MATLAB将高性能的 数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛的应用于 科学计算、控制系统和信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。 MATLAB软件包括五大通用功能，数值计算功能（ Nemeric ）、符号运算功能 （Symbolic ）、数据可视化功能 （Graphic ）、数字图形文字统一处理功能 （Notebook） 和建模仿真可视化功能 （Simulink ）。其中，符号运算功能的实现是通过请求 MAPLE 内核计算并将结果返回到 MATLAB命令窗口。该软件有三大特点，一是功能强大； 二是界面友善、语言自然；三是开放性强。目前， Mathworks 公司已推出 30 多个 应用工具箱。 MATLAB在线性代数、矩阵分析、数值及优化、数值统计和随机信号 分析、 电路与系统、 系统动力学、 次那好和图像处理、 控制理论分析和系统设计、 过程控制、建模和仿真、通信系统以及财政金融等众多领域的理论研究和工程设 计中得到了广泛应用。 MATLAB在信号与系统中的应用主要包括符号运算和数值计算仿真分析。 由于 信号与系统课程的许多内容都是基于公式演算， 而 MATLAB借助符号数学工具箱提 供的符号运算功能，能基本满足信号与系统课程的需求。例如解微分方程、傅里 叶正反变换、 拉普拉斯正反变换和 z 正反变换等。 MATLAB在信号与系统中的另一 主要应用是数值计算与仿真分析，主要包括函数波形绘制、函数运算、冲击响应 与阶跃响应仿真分析、信号的时域分析、信号的频谱分析、系统的 S 域分析和零 极点图绘制等内容。数值计算仿真分析可以帮助学生更深入地理解理论知识，并 为将来使用 MATLAB进行信号处理领域的各种分析和实际应用打下基础。 2. 本题目的意义 本次课程设计的课题为《基于 MATLAB的语音信号采集与处理》，学会运 用 MATLAB的信号处理功能，采集语音信号，并对语音信号进行滤波及变换处 理，观察其时域和频域特性，加深对信号处理理论的理解，并为今后熟练使 用 MATLAB进行系统的分析仿真和设计奠定基础。 此次实习课程主要是为了进一步熟悉对 matlab 软件的使用，以及学会利用 matlab 对声音信号这种实际问题进行处理， 将理论应用于实际， 加深对它的理解。 二、设计任务及指标 利用 MATLAB对语音信号进行分析和处理， 采集语音信号后， 利用 MATLAB 软件平台进行频谱分析；并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声 的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。语音信号的 “ 短时谱”对于非平稳信号 , 它是非周期的 , 频谱随时间连续变化 , 因此由傅里 叶变换得到的频谱无法获知其在各个时刻的频谱特性。如果利