資源描述:
《基于matlab的語音信號的采集與處理》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、目錄第1章前言-1-第2章語音信號分析處理的目的和要求-2-2.1MATLAB軟件功能簡介-2-2.2課程設(shè)計意義-2-第3章語音信號的仿真原理-3-第4章語音信號的具體實(shí)現(xiàn)-4-4.1語音信號的采集-4-4.2語音信號加噪與頻譜分析-5-4.3設(shè)計巴特沃斯低通濾波器-6-4.4用濾波器對加噪語音濾波-7-4.5比較濾波前后語音信號波形及頻譜-8-第5章總結(jié)-9-參考文獻(xiàn)-10-附錄-11-:語音信號的采集與處理語音信號的采集與處理第1章前言數(shù)字信號處理是利用計算機(jī)或?qū)S锰幚碓O(shè)備,以數(shù)值計算的方法對信號進(jìn)行采集、抽樣、變換、綜合、估值與識別等加工處
2、理,借以達(dá)到提取信息和便于應(yīng)用的目的。它在語音、雷達(dá)、圖像、系統(tǒng)控制、通信、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。具有靈活、精確、抗干擾強(qiáng)、度快等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字濾波器,是數(shù)字信號處理中及其重要的一部分。隨著信息時代和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,受到人們越來越多的重視。數(shù)字濾波器可以通過數(shù)值運(yùn)算實(shí)現(xiàn)濾波,所以數(shù)字濾波器處理精度高、穩(wěn)定、體積小、重量輕、靈活不存在阻抗匹配問題,可以實(shí)現(xiàn)模擬濾波器無法實(shí)現(xiàn)的特殊功能。數(shù)字濾波器種類很多,根據(jù)其實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者其沖激響應(yīng)函數(shù)的時域特性,可分為兩種,即有限沖激響應(yīng)(FIR,F(xiàn)initeImpulseRespo
3、nse)濾波器和無限沖激響應(yīng)(IIR,InfiniteImpulseResponse)濾波器。FIR濾波器結(jié)構(gòu)上主要是非遞歸結(jié)構(gòu),沒有輸出到輸入的反饋,系統(tǒng)函數(shù)H(z)在處收斂,極點(diǎn)全部在z=0處(因果系統(tǒng)),因而只能用較高的階數(shù)達(dá)到高的選擇性。FIR數(shù)字濾波器的幅頻特性精度較之于IIR數(shù)字濾波器低,但是線性相位,就是不同頻率分量的信號經(jīng)過fir濾波器后他們的時間差不變,這是很好的性質(zhì)。FIR數(shù)字濾波器是有限的單位響應(yīng)也有利于對數(shù)字信號的處理,便于編程,用于計算的時延也小,這對實(shí)時的信號處理很重要。FIR濾波器因具有系統(tǒng)穩(wěn)定,易實(shí)現(xiàn)相位控制,允許設(shè)
4、計多通帶(或多阻帶)濾波器等優(yōu)點(diǎn)收到人們的青睞[1]。IIR濾波器采用遞歸型結(jié)構(gòu),即結(jié)構(gòu)上帶有反饋環(huán)路。IIR濾波器運(yùn)算結(jié)構(gòu)通常由延時、乘以系數(shù)和相加等基本運(yùn)算組成,可以組合成直接型、正準(zhǔn)型、級聯(lián)型、并聯(lián)型四種結(jié)構(gòu)形式,都具有反饋回路。同時,IIR數(shù)字濾波器在設(shè)計上可以借助成熟的模擬濾波器的成果,如巴特沃斯濾波器等。-12-:語音信號的采集與處理第2章語音信號分析處理的目的和要求2.1MATLAB軟件功能簡介MATLAB的名稱源自MatrixLaboratory,1984年由美國Mathworks公司推向市場。它是一種科學(xué)計算軟件,專門以矩陣的形式
5、處理數(shù)據(jù)。MATLAB將高性能的數(shù)值計算和可視化集成在一起,并提供了大量的內(nèi)置函數(shù),從而被廣泛的應(yīng)用于科學(xué)計算、控制系統(tǒng)和信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計工作。MATLAB軟件包括五大通用功能,數(shù)值計算功能(Nemeric)、符號運(yùn)算功能(Symbolic)、數(shù)據(jù)可視化功能(Graphic)、數(shù)字圖形文字統(tǒng)一處理功能(Notebook)和建模仿真可視化功能(Simulink)。其中,符號運(yùn)算功能的實(shí)現(xiàn)是通過請求MAPLE內(nèi)核計算并將結(jié)果返回到MATLAB命令窗口。該軟件有三大特點(diǎn),一是功能強(qiáng)大;二是界面友善、語言自然;三是開放性強(qiáng)。目前,Mathw
6、orks公司已推出30多個應(yīng)用工具箱。MATLAB在線性代數(shù)、矩陣分析、數(shù)值及優(yōu)化、數(shù)值統(tǒng)計和隨機(jī)信號分析、電路與系統(tǒng)、系統(tǒng)動力學(xué)、次那好和圖像處理、控制理論分析和系統(tǒng)設(shè)計、過程控制、建模和仿真、通信系統(tǒng)以及財政金融等眾多領(lǐng)域的理論研究和工程設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用。MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括符號運(yùn)算和數(shù)值計算仿真分析。由于信號與系統(tǒng)課程的許多內(nèi)容都是基于公式演算,而MATLAB借助符號數(shù)學(xué)工具箱提供的符號運(yùn)算功能,能基本滿足信號與系統(tǒng)課程的需求。例如解微分方程、傅里葉正反變換、拉普拉斯正反變換和z正反變換等。MATLAB在信號與系統(tǒng)中的
7、另一主要應(yīng)用是數(shù)值計算與仿真分析,主要包括函數(shù)波形繪制、函數(shù)運(yùn)算、沖擊響應(yīng)與階躍響應(yīng)仿真分析、信號的時域分析、信號的頻譜分析、系統(tǒng)的S域分析和零極點(diǎn)圖繪制等內(nèi)容。數(shù)值計算仿真分析可以幫助學(xué)生更深入地理解理論知識,并為將來使用MATLAB進(jìn)行信號處理領(lǐng)域的各種分析和實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)[2]。2.2課程設(shè)計意義本次課程設(shè)計的課題為《基于MATLAB的語音信號采集與處理》,學(xué)會運(yùn)用MATLAB的信號處理功能,采集語音信號,并對語音信號進(jìn)行濾波及變換處理,觀察其時域和頻域特性,加深對信號處理理論的理解,并為今后熟。-12-:語音信號的采集與處理第3章語音信號
8、的仿真原理利用MATLAB對語音信號進(jìn)行分析和處理,采集語音信號后,利用MATLAB軟件平臺進(jìn)行頻譜分析;并對所采集的語音