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基于MATLAB的语音信号分析及处理开题报告

基于MATLAB的语音信号分析及处理开题报告毕业设计开题报告

设计题目基于MATLAB的语音信号分析及处理

学生姓名系、专业指导教师选题目的和意义:

语音处理是最早采用数字信号处理技术的领域之一，本世纪50年

代提出的语音形成数字模型，被广泛应用于语音编码、语音合成、语

音识别、语音增强、说话人确认、语音邮件和语音存储等。因此研究

语音信号的数字处理技术，有很大的工程意义，而实现的工程软件是

MATLAB。利用MATLAB设计滤波器，可以随时对比设计要求和滤波

器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设

计的最优化。利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深

对所学知识的理解，建立概念。

本课题在国内外的研究状况及发展趋势:

数字处理技术已经成熟，正在获得广泛应用。目前在数字领域和

通信领域正在发生一场数字化革命。DSP在其中扮演很重要的角色，

它为新体制新算法和新原理提供了最佳的实现条件。

主要研究内容:

MATLAB是主要适用于矩阵运算和信息处理领域的分析设计,它使

用方便,输入简捷,运算高效,内容丰富,并且很容易由用户自行扩

展.MATLAB当前已成为美国和其他发达国家在大学教学和教学研究中

最常用而必不可少的工具.传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工

作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。本文介绍了利用

MATLAB快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法，

综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过

理论推导得到相应结论，给出了使用MATLAB语言进行程序设计并进

行界面设计的详细步骤。

实验设计:

录制一段自己的语音信号，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，采用窗函数法

或双线性变换设计滤波器，并画出滤波器的频率响应;然后用自己设计

的滤波器对采集的语音信号进行滤波，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，用MATLAB设计一个信号处理系统界面。

完成设计的条件、方法及措施:

声音的导入、采样和频谱分析

采集语音信号利用计算机Windows下的录音机设备，可以采集语

音信号并采样，得出数据文件12.wav保存在MATLAB的work路径

下，在M文件中键入:“x1=wavread(I:\work\12.wav);”读取语音

信号的数据，赋给变量x1。并且播出声音，键入

“sound(x1,22050);”。对声音型号进行采样和频谱分析:对信号做

1024点FFT变换;然后在对型号做出时域波形图、FFT频谱图。

滤波器的选择和分析

数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽

样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函

数的时域特性可分为两类:无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应

(FIR)滤波器。与FIR滤波器相比，IIR的实现是非递归的。所以这次设

计在MATLAB中设计的就是IIR数字滤波器。因此这次设计采用一个

BUTTERWORTH的低通滤波器，并且我们采取双线性变换法来实现。

估算巴特沃思滤波器的阶数N和3dB截止频率Wn。输入参数是

通带截止频率Wp，阻带截止频率Ws，通带波纹Rp，阻带波纹Rs。

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。反复听取原

信号和滤波后的声音，进行对比;不停的调整滤波器的参数。最后选择

一个效果不错的滤波器使用。整合图形界面

最后设计一个人机对话界面，分别加