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综合实验

题目一基于MATLAB的语音处理系统设计

（一）内容

录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和

频谱图；给定滤波器的性能指标，设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波

器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分

析信号的变化；回放语音信号；最后，设计一个信号处理系统界面。

（二）步骤

1．语音信号的采集

利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1s内。然后在Matlab软件平台下，

利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。

2．语音信号的频谱分析

利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性，要求首先画出语音信号的时

域波形；然后对语音信号进行频谱分析。

3．设计数字滤波器和画出其频率响应

给出各滤波器的性能指标:

(1)低通滤波器性能指标fb=1000Hz，fc=1200Hz，As=100dB，Ap=1dB。

(2)高通滤波器性能指标fc=4800Hz，fb=5000Hz，As=100dB，Ap=1dB。

(3)带通滤波器性能指标fb1=1200Hz，fb2=3000Hz，fc1=1000Hz，fc2=3200Hz，As=100

dB，Ap=1dB。

要求采用脉冲响应不变法、窗函数法、双线性变换法和频率采样法设计上面要求的3种滤波器。

在Matlab中，可以利用函数fir1设计FIR滤波器，可以利用函数butte，cheby1和ellip设计IIR滤

波器；利用Matlab中的函数freqz画出各滤波器的频率响应。

4．用滤波器对信号进行滤波

要求用自己设计的各滤波器分别对采集的信号进行滤波，在Matlab中，FIR滤波器利用函数

fftfilt对信号进行滤波。

5．比较滤波前后语音信号的波形及频谱

要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱。

6．回放语音信号

在Matlab中，函数sound可以对声音进行回放。其调用格式:sound(x，fs，bits)；可以感

觉滤波前后的声音有变化。

7．设计系统界面

为了使编制的程序操作方便，要求有能力的学生，设计处理系统的用户界面。在所设计的系

统界面上可以选择滤波器的类型，输入滤波器的参数，显示滤波器的频率响应，选择信号等。

（三）说明书要求

1．分析信号处理方法及特点；

2．探讨语音分析与识别、处理的基本理论基础、关键技术；

3．写出各步骤的MATLAB的程序代码；

4．分析采集的语音信号的时域波形与频谱；分析滤波前后语音信号的波形与频谱；

5．滤波器的设计可采用图形化设计工具FDATool和图形化信号处理设计工具SPTool；

题目二基于MATLAB有噪声语音信号的处理

（一）内容

选择一个语音信号作为分析的对象，或录制一段各人自己的语音信号，对其进行频谱分析；利

用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其进行频谱分析；

设计FIR和IIR数字滤波器，并对被噪声污染的语音信号进行滤波，分析滤波后信号的时域和频

域特征，回放语音信号。最后，设计一个信号处理系统界面。

（二）步骤与要求

1．语音信号的采集

利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1s内。然后在Matlab软件平台下，

利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。

2．语音信号的频谱分析

在Matlab中，可以利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性，要求学生

首先画出语音信号的时域波形；然后对语音信号进行频谱分析。

3．利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其进行频

谱分析。

4．设计数字滤波器和画出其频率响应给出滤波器的性能指标。

确定滤波