语音信号处理实验报告 .pdfVIP

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通信与信息工程学院

信息处理综合实验报告

班级：电子信息工程1502班

学号姓名成绩

指导教师：

设计时间：2018/10/22-2018/11/23

评语：

通信与信息工程学院

二〇一八年

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实验题目：语音信号分析与处理

一、实验内容

1.设计内容

利用MATLAB对采集的原始语音信号及加入人为干扰后的信号进行

频谱分析，使用窗函数法设计滤波器滤除噪声、并恢复信号。

2．设计任务与要求

1.基本部分

（1）录制语音信号并对其进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频

谱图。

（2）对所录制的语音信号加入干扰噪声，并对加入噪声的信号进行频谱分

析；画出加噪后信号的时域波形和频谱图。

（3）分别利用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman

窗几种函数设计数字滤波器滤除噪声，并画出各种函数所设计的滤波

器的频率响应。

（4）画出使用几种滤波器滤波后信号时域波形和频谱，对滤波前后的信号、

几种滤波器滤波后的信号进行对比，分析信号处理前后及使用不同滤

波器的变化；回放语音信号。

2.提高部分

（5）录制一段音乐信号并对其进行采样；画出采样后语音信号的时域波

形和频谱图。

（6）利用MATLAB产生一个不同于以上频段的信号；画出信号频谱图。

（7）将上述两段信号叠加，并加入干扰噪声，尝试多次逐渐加大噪声功率，

对加入噪声的信号进行频谱分析；画出加噪后信号的时域波形和频谱

图。

（8）选用一种合适的窗函数设计数字滤波器，画出滤波后音乐信号时域波

形和频谱，对滤波前后的信号进行对比，回放音乐信号。

二、实验原理

1.设计原理分析

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本设计主要是对语音信号的时频进行分析，并对语音信号加噪后设计滤波器对其进行滤波

处理，对语音信号加噪声前后的频谱进行比较分析，对合成语音信号滤波前后进行频谱的分析

比较。

首先用PC机WINDOWS下的录音机录制一段语音信号，并保存入MATLAB软件的根目录下，

再运行MATLAB仿真软件把录制好的语音信号用audioread函数加载入MATLAB仿真软件的工作

环境中，输入命令对语音信号进行时域，频谱变换。

对该段合成的语音信号，分别用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman

窗几种函数在MATLAB中设计滤波器对其进行滤波处理，滤波后用命令可以绘制出其频谱图，

回放语音信号。对原始语音信号、合成的语音信号和经过滤波器处理的语音信号进行频谱的比

较分析。

2.语音信号的时域频域分析

在Matlab软件平台下可以利用函数audioread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=44100Hz放进了MATALB的工作空间。

上述程序是在Matlab软件中画出语音信号的时域波形(图1),回放录入声音。从图中可以

看出在时域环境下,信号呈现出3个不规则的信号峰值。然后对语音信号进行频谱分析,在

Matlab中可以利用函数fft对信号行快速傅里叶变换,得到信号的频谱图如图1所示。

3．MATLAB中的窗函数

实际应用的窗函数，可分为以下主要类型：

a)幂窗--采用时间变量某种幂次的函数，如矩形、三角形、梯形或其它时间