基于MATLAB的語音信號(hào)采集與處理

1、 工程設(shè)計(jì)論文 題 目：基于MATLAB的語音信號(hào)采集與處理 姓 名：班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師：1. 選題背景 1、實(shí)踐意義： 語音信號(hào)是一種非平穩(wěn)的時(shí)變信號(hào)，它攜帶著各種信息。在語音編碼、語音合成、語音識(shí)別和語音增強(qiáng)等語音處理中無一例外需要提取語音中包含的各種信息。語音信號(hào)分析的目的就在于方便有效地提取并表示語音信號(hào)所攜帶的信息。所以理解并掌握語音信號(hào)的時(shí)域和頻域特性是非常重要的。 通過語音相互傳遞信息是人類最重要的基本功能之一.語言是人類特有的功能.聲音是人類常用工具,是相互傳遞信息的最重要的手段.雖然,人可以通過多種手段獲得外界信息,但最重要,最精細(xì)的信息源只有語言,圖像和文字三種.與用

2、聲音傳遞信息相比,顯然用視覺和文字相互傳遞信息,其效果要差得多.這是因?yàn)檎Z音中除包含實(shí)際發(fā)音內(nèi)容的話言信息外,還包括發(fā)音者是誰及喜怒哀樂等各種信息.所以,語音是人類最重要,最有效,最常用和最方便的交換信息的形式.另一方面,語言和語音與人的智力活動(dòng)密切相關(guān),與文化和社會(huì)的進(jìn)步緊密相連,它具有最大的信息容量和最高的智能水平。 語音信號(hào)處理是研究用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行處理的一門學(xué)科,處理的目的是用于得到某些參數(shù)以便高效傳輸或存儲(chǔ);或者是用于某種應(yīng)用,如人工合成出語音,辨識(shí)出講話者,識(shí)別出講話內(nèi)容,進(jìn)行語音增強(qiáng)等.   語音信號(hào)處理是一門新興的學(xué)科,同時(shí)又是綜合性的多學(xué)科

3、領(lǐng)域,是一門涉及面很廣的交叉學(xué)科.雖然從事達(dá)一領(lǐng)域研究的人員主要來自信息處理及計(jì)算機(jī)等學(xué)科.但是它與語音學(xué),語言學(xué),聲學(xué),認(rèn)知科學(xué),生理學(xué),心理學(xué)及數(shù)理統(tǒng)計(jì)等許多學(xué)科也有非常密切的聯(lián)系. 語音信號(hào)處理是許多信息領(lǐng)域應(yīng)用的核心技術(shù)之一,是目前發(fā)展最為迅速的信息科學(xué)研究領(lǐng)域中的一個(gè).語音處理是目前極為活躍和熱門的研究領(lǐng)域,其研究涉及一系列前沿科研課題,巳處于迅速發(fā)展之中;其研究成果具有重要的學(xué)術(shù)及應(yīng)用價(jià)值.數(shù)字信號(hào)處理是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、抽樣、變換、綜合、估值與識(shí)別等加工處理，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、

4、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(hào)處理中及其重要的一部分。隨著信息時(shí)代和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，受到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾?。?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(shí)域特性，可分為兩種，即有限沖激響應(yīng)( FIR，F(xiàn)inite Impulse Response)濾波器和無限沖激響應(yīng)( IIR，Infinite Impulse Response)濾波器。FIR濾波器結(jié)

5、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(hào)經(jīng)過fir濾波器后他們的時(shí)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(duì)數(shù)字信號(hào)的處理，便于編程，用于計(jì)算的時(shí)延也小，這對(duì)實(shí)時(shí)的信號(hào)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)計(jì)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(shí)、乘以系數(shù)和相加

6、等基本運(yùn)算組成，可以組合成直接型、正準(zhǔn)型、級(jí)聯(lián)型、并聯(lián)型四種結(jié)構(gòu)形式，都具有反饋回路。同時(shí)，IIR數(shù)字濾波器在設(shè)計(jì)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。2、 語音信號(hào)在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀語音信號(hào)處理是研究用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和語音學(xué)知識(shí)對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行處理的新興的學(xué)科，是目前發(fā)展最為迅速的信息科學(xué)研究領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。 60年代之前的發(fā)展主要有：1876年Bell發(fā)明電話，1939年H.Dudley研制成功第一個(gè)聲碼器，1942年Bell實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了語譜儀，1948年美國(guó)Haskin實(shí)驗(yàn)室研制成功“語圖回放機(jī)”，1952年Bell實(shí)驗(yàn)室研制成能識(shí)別十個(gè)英語數(shù)字的識(shí)別器。60

7、年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，語音信號(hào)處理技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)取代了硬件研制的傳統(tǒng)做法。各種突破性的思想不斷涌現(xiàn)。20世紀(jì)60年代中期形成的一系列數(shù)字信號(hào)處理的理論和算法，如數(shù)字濾波器、快速傅立葉變換（FFT）等是語音信號(hào)數(shù)字處理的理論和技術(shù)基礎(chǔ)，主要的有Martin等人為郵局研制了郵政編碼閱讀機(jī)。隨著信息科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，語音信號(hào)處理取得了重大的進(jìn)展：進(jìn)入70年代之后，提出了用于語音信號(hào)的信息壓縮和特征提取的線性預(yù)測(cè)技術(shù)（LPC），并已成為語音信號(hào)處理最強(qiáng)有力的工具，廣泛應(yīng)用于語音信號(hào)的分析、合成及各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，以及用于輸入語音與參考樣本之間時(shí)間匹配的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法；

8、60; 20世紀(jì)80年代，由于矢量量化，隱馬爾可夫模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)的研究取得了迅速發(fā)展，并相繼被應(yīng)用與語音信號(hào)處理，經(jīng)過不斷的改進(jìn)與完善，使得語音信號(hào)處理技術(shù)產(chǎn)生了突破型的進(jìn)展。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，語音信號(hào)的采集與分析在實(shí)用化這一方面取得了很多的實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。語音信號(hào)處理的各項(xiàng)課題是促進(jìn)其發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ?，同時(shí)，它的許多成果也體現(xiàn)在有關(guān)語音信號(hào)處理的各項(xiàng)技術(shù)之中。3、軟件支持：      MATLAB是matrix和laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。是由美國(guó)mathworks公

9、司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。它是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB將高性能的數(shù)值計(jì)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(jì)算、控制系統(tǒng)和信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作。MATLAB軟件包

10、括五大通用功能，數(shù)值計(jì)算功能（Nemeric）、符號(hào)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(hào)運(yùn)算功能的實(shí)現(xiàn)是通過請(qǐng)求MAPLE內(nèi)核計(jì)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，Mathworks公司已推出30多個(gè)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(jì)和隨機(jī)信號(hào)分析、電路與系統(tǒng)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、次那好和圖像處理、控制理論分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、過程控制、建模和仿真、通信系統(tǒng)以及財(cái)政金融等眾多領(lǐng)

11、域的理論研究和工程設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。MATLAB在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括符號(hào)運(yùn)算和數(shù)值計(jì)算仿真分析。由于信號(hào)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(hào)數(shù)學(xué)工具箱提供的符號(hào)運(yùn)算功能，能基本滿足信號(hào)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(hào)與系統(tǒng)中的另一主要應(yīng)用是數(shù)值計(jì)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(hào)的時(shí)域分析、信號(hào)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(jì)算仿真分析可以幫助學(xué)生更深入地理解理論知識(shí)，并為將來使用MATLAB進(jìn)行信號(hào)處理領(lǐng)域的各種分析和實(shí)際應(yīng)

12、用打下基礎(chǔ)。 MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。  MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入

13、了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C+，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。2、 實(shí)踐原理1、采樣定理：          在進(jìn)行模擬與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)采樣大于最高頻率的2倍時(shí)，則采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整的保留了原始信號(hào)中的信息，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高頻率的510倍。 2、采樣頻率：    

14、;      采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采樣多少個(gè)聲音樣本，是描述聲音文件的音質(zhì)、音頻、衡量聲卡、聲音文件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。采樣頻率越高，即采樣的時(shí)間間隔越短，則在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)越多，對(duì)聲音波形的表示也越準(zhǔn)確。  3、采樣位數(shù)與采樣頻率：  采樣位數(shù)即采樣值或取樣值,用來衡量聲音波動(dòng)變化的參數(shù),是指聲卡在采集和播放聲音文件時(shí)所使用數(shù)字聲音信號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)。采樣頻率是指錄音設(shè)備在一秒鐘內(nèi)對(duì)聲音信號(hào)的采樣次數(shù),采樣頻率越高聲音的還原就越真實(shí)越自然。采樣位數(shù)和采樣率對(duì)于音頻接口來說是最為重

15、要的兩個(gè)指標(biāo)。無論采樣頻率如何,理論上來說采樣的位數(shù)決定了音頻數(shù)據(jù)最大的力度范圍。采樣位數(shù)越多則捕捉到的信號(hào)越精確。4、 仿真原理 利用MATLAB對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行分析和處理，采集語音信號(hào)后，利用MATLAB軟件平臺(tái)進(jìn)行頻譜分析；并對(duì)所采集的語音信號(hào)加入干擾噪聲，對(duì)加入噪聲的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，設(shè)計(jì)合適的濾波器濾除噪聲，恢復(fù)原信號(hào)。語音信號(hào)的“ 短時(shí)譜”對(duì)于非平穩(wěn)信號(hào), 它是非周期的, 頻譜隨時(shí)間連續(xù)變化, 因此由傅里葉變換得到的頻譜無法獲知其在各個(gè)時(shí)刻的頻譜特性。如果利用加窗的方法從語音流中取出其中一個(gè)短斷, 再進(jìn)行傅里葉變換, 就可以得到該語音的短時(shí)譜。MATLAB在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括

16、符號(hào)運(yùn)算和數(shù)值計(jì)算仿真分析。由于信號(hào)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(hào)數(shù)學(xué)工具箱提供的符號(hào)運(yùn)算功能，能基本滿足信號(hào)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(hào)與系統(tǒng)中的另一主要應(yīng)用是數(shù)值計(jì)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(hào)的時(shí)域分析、信號(hào)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(jì)算仿真分析可以幫助學(xué)生更深入地理解理論知識(shí)，并為將來使用MATLAB進(jìn)行信號(hào)處理領(lǐng)域的各種分析和實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)3。濾波器的設(shè)計(jì)可以通過軟件或設(shè)計(jì)專用的硬件兩種方式來實(shí)現(xiàn)。隨著MAT

17、LAB軟件及信號(hào)處理工具箱的不斷完善，MATLAB很快成為應(yīng)用學(xué)科等領(lǐng)域不可或缺的基礎(chǔ)軟件。它可以快速有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)、分析和仿真，極大地減輕了工作量,有利于濾波器設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。 利用MATLAB中的隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生噪聲加入到語音信號(hào)中，模仿語音信號(hào)被污染，并對(duì)其進(jìn)行頻譜分析；設(shè)計(jì)巴特沃斯濾波器， 并對(duì)被噪聲污染的語音信號(hào)進(jìn)行濾波， 對(duì)濾波前后信號(hào)進(jìn)行時(shí)域分析。5、相關(guān)的信號(hào)知識(shí)：傅里葉變換在信號(hào)處理中具有十分重要的作用,它通常能使信號(hào)的某些特性變得很明顯,而在原始信號(hào)中這些特性可能含糊不清或至少不明顯.在語音信號(hào)處理中,傅里葉表示在傳統(tǒng)上一直起主要作用.其原因一方面在于穩(wěn)態(tài)語音的生成模

18、型由線性系統(tǒng)組成,此系統(tǒng)被一隨時(shí)間作周期變化或隨機(jī)變化的源所激勵(lì).因而系統(tǒng)輸出頻譜反映了激勵(lì)與聲道頻率響應(yīng)特性.另一方面,語音信號(hào)的頻譜具有非常明顯的語音聲學(xué)意義,可以獲得某些重要的語音特征(如共振峰頻率和帶寬等)根據(jù)語音信號(hào)的產(chǎn)生模型,可以將其用一個(gè)線性非時(shí)變系統(tǒng)的輸出表示,即看作是聲門激勵(lì)信號(hào)和聲道沖激響應(yīng)的卷積.在語音信號(hào)數(shù)字處理所涉及的各個(gè)領(lǐng)域中,根據(jù)語音信號(hào)求解聲門激勵(lì)和聲道響應(yīng)具有非常重要的意義.例如,為了求得語音信號(hào)的共振蜂就要知道聲道傳遞函數(shù)(共振峰就是聲道傳遞函數(shù)的各對(duì)復(fù)共軛極點(diǎn)的頻率).又如,為了判斷語音信號(hào)是清音還是濁音以及求得濁音情況下的基音頻率,就應(yīng)知道聲門激勵(lì)序列.

19、在實(shí)現(xiàn)各種語音編碼,合成,識(shí)別以及說話人識(shí)別時(shí)無不需要由語音信號(hào)來求得聲門激勵(lì)序列和聲道沖激響應(yīng).三、具體流程利用MATLAB對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行分析和處理，采集語音信號(hào)后，利用MATLAB軟件平臺(tái)進(jìn)行頻譜分析；并對(duì)所采集的語音信號(hào)加入干擾噪聲，對(duì)加入噪聲的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，設(shè)計(jì)合適的濾波器濾除噪聲，恢復(fù)原信號(hào)。語音信號(hào)的濾波示意圖：4、 具體分工與實(shí)踐步驟此課題主要分為兩部分：加噪與消噪，我做的是消噪部分，實(shí)踐步驟如下：1、語音信號(hào)的采集與分析 （1）利用 PC機(jī)上的聲卡和 WINDOWS操作系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的采集。將話筒插入計(jì)算機(jī)的語音輸入插口上,啟動(dòng)錄音機(jī)。按

20、下錄音按鈕，對(duì)話筒念一段課文,說完后停止錄音。（2）以文件名 “錄音” 保存入C盤中?？梢钥吹?#160;,文件存儲(chǔ)器的后綴默認(rèn)為.wav。要保存文件時(shí),利用了計(jì)算機(jī)上的A/D轉(zhuǎn)換器,把模擬的聲音信號(hào)變成了離散的量化了的數(shù)字信號(hào),放音時(shí),它又通過D/A轉(zhuǎn)換器,把保存的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)為原來的模擬的聲音信號(hào)。之后將該語音文件放入MATLAB文件夾中。3） 在 Matlab軟件平臺(tái)下可以利用函數(shù)audioread對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行采樣,得到了聲音數(shù)據(jù)變量name,name,fs0=audioread('luyin.m4a',100,namex)；同時(shí)把name

21、的采樣頻率fs0和數(shù)據(jù)放進(jìn)了MATALB的工作空間，同時(shí)用fft(name)函數(shù)繪制原始語音信號(hào)的頻率響應(yīng)圖。圖figure 1為原始語音信號(hào)的時(shí)域圖形和頻域圖形。2、利用余弦函數(shù)構(gòu)造一個(gè)高頻噪聲  在Matlab中人為設(shè)計(jì)一固定頻率1500Hz的噪聲干擾信號(hào)。噪聲信號(hào)通常為隨機(jī)序列,在本設(shè)計(jì)中用余弦序列代替。干擾信號(hào)構(gòu)建命令函數(shù)為noise=0.05*sin(2*pi*f0*t);Noise=zeros(N,2);Noise(:,1)=noise'Noise(:,2)=noise'Y=name+Noise;若帶噪信號(hào)y(m)是純凈語音信號(hào)s(m)

22、和平穩(wěn)加性高斯白噪聲n(m)構(gòu)成的,即:y(m) =x(m) +n(m)；則在頻域中表示為Y()=X()+N()；其中Y(),X(),N()分別是y(m),x(m),n(m)的傅里葉變換。X()=Y()-N()；只要從帶噪信號(hào)中減去噪聲信號(hào)即可估計(jì)出語音信號(hào),再進(jìn)行傅里葉反變換就可得到增強(qiáng)的語音。3、設(shè)計(jì)濾波器對(duì)加噪語音濾波 計(jì)算濾波器的性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)濾波器，用自己設(shè)計(jì)的濾波器對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波，得出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化，并回放語音信號(hào)，感覺濾波前后的聲音有變化。5、 程序設(shè)計(jì)及仿真圖源程序：clear allc

23、lcnamex=4e5;name,fs0=audioread('luyin.m4a',100,namex);N=length(name);figure(1)subplot(1,2,1);x=0:N-1/fs0;plot(x,abs(name);title('原始音頻信號(hào)時(shí)域')subplot(1,2,2);x=0:(N-1)*fs0/N;plot(x,abs(fft(name);title('原始音頻信號(hào)頻域')sound(name,fs0)t=0:(1/fs0):(N-1)/fs0;f0=1.5e4;noise=0.05*sin(2*pi*f0

24、*t);Noise=zeros(N,2);Noise(:,1)=noise'Noise(:,2)=noise'Y=name+Noise;Yf=fft(Y);figure(2)subplot(1,2,1);x=0:N-1/fs0;plot(x,abs(Y);title('混雜音頻信號(hào)時(shí)域')subplot(1,2,2);x=0:(N-1)*fs0/N;plot(x,abs(Yf);title('混雜音頻信號(hào)頻域')sound(Y,fs0);%設(shè)計(jì)濾波器?取N=30；截止頻率為1.4248。n=0:29;hd=sin(1.4248*(n-29/2).

25、/(pi*(n-29/2);figure(3)subplot(1,2,1)plot(abs(hd);title('濾波器時(shí)域')x=fs0/10000*0:(10000-1);hdf=fft(hd,10000);subplot(1,2,2)plot(x,db(abs(hdf)title('濾波器頻域')YA=filter(hd,1,Y);sound(YA,fs0)N=length(YA);figure(4)%plot(x,abs(fft(YA);subplot(1,2,1);x=0:N-1/fs0;plot(x,abs(YA);title('濾波后音頻信

26、號(hào)時(shí)域')subplot(1,2,2);x=0:(N-1)*fs0/N;plot(x,abs(fft(YA);title('濾波后音頻信號(hào)頻域')程序運(yùn)行結(jié)果: 6、 心得體會(huì) 通過這一個(gè)星期的工程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多的東西,不僅鞏固了我以前所學(xué)過的知識(shí), 還讓我學(xué)到很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。 同時(shí)進(jìn)一步加深了對(duì)語音信號(hào)的了解和熟練了對(duì)Matlab的使用, 讓我對(duì)數(shù)字信號(hào)處理這門課程有了更加濃厚的興趣。 因?yàn)橐郧岸际腔谡n本上所學(xué)的理論知識(shí)，然而通過這次課程設(shè)計(jì)之后才能真正理解其意義。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中我懂得了許多東

27、西，也培養(yǎng)了獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)的能力，樹立了對(duì)知識(shí)應(yīng)用的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作和生活有非常大的幫助，并且提高了自己的動(dòng)手實(shí)踐操作能力， 使自己充分體會(huì)到了在設(shè)計(jì)過程中的成功喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的不怎么好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前，覺得工程設(shè)計(jì)只是對(duì)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面，課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，也是對(duì)自己能力的一種提高，通過這次課程設(shè)計(jì)使自己明白了原來的那點(diǎn)知識(shí)是非常欠缺的，要學(xué)習(xí)的東西還很多，通過這次課程設(shè)計(jì)，明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作和生活中都應(yīng)該不

28、斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次工程設(shè)計(jì)的過程中，我遇到不少的問題,比如剛開始要畫頻譜圖時(shí)，不知道其頻率軸應(yīng)該怎么表示，經(jīng)過進(jìn)一步對(duì)課本的學(xué)習(xí)之后，才明白它是怎樣的變換關(guān)系。只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來,才能更好的理解理論。總的來說,通過這次的工程設(shè)計(jì)我對(duì)語音信號(hào)有了全面的認(rèn)識(shí),對(duì)Matlab的知識(shí)又有了深刻的理解, 讓我感受到只有在充分理解課本 知識(shí)的前提下,才能更好的應(yīng)用這個(gè)工具。而熟練的掌握這門工具也是我們必不可少的技能。 在工程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次工程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做