語(yǔ)音信號(hào)的分析(五篇)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——語(yǔ)音信號(hào)的分析(五篇)范文為教學(xué)中作為模范的文章，也往往用來(lái)指寫作的模板。往往用于文秘寫作的參考，也可以作為演講材料編寫前的參考。寫范文的時(shí)候需要注意什么呢？有哪些格式需要注意呢？以下是我為大家搜集的優(yōu)質(zhì)范文，僅供參考，一起來(lái)看看吧

語(yǔ)音信號(hào)的分析篇一

fs=100;

dt=1/fs;

n=0:n-1;

f1=15;

f2=18;

xn1=sin(2*pi*f1*t)+2*sin(2*pi*f2*t);y=fft(xn1,n);

mag=abs(y);

pha=angle(y);

f=n*fs/n;

subplot(121);

plot(f,mag);

%title('xk');

subplot(122);

plot(f,pha);

%title('k');

語(yǔ)音信號(hào)的分析篇二

試驗(yàn)一語(yǔ)音信號(hào)分析與處理

學(xué)號(hào)姓名注：1）此次試驗(yàn)作為《數(shù)字信號(hào)處理》課程試驗(yàn)成績(jī)的重要依據(jù)，請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真、獨(dú)立完成，不得抄襲。

2）請(qǐng)?jiān)谑谡n教師規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成；

3）完成作業(yè)后，請(qǐng)以word格式保存，文件名為：學(xué)號(hào)+姓名

4）請(qǐng)通讀全文，依據(jù)第2及第3兩部分內(nèi)容，認(rèn)真填寫第4部分所需的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并給出程序內(nèi)容。

1.試驗(yàn)?zāi)康?1)學(xué)會(huì)matlab的使用，把握matlab的程序設(shè)計(jì)方法

(2)把握在windows環(huán)境下語(yǔ)音信號(hào)采集的方法

(3)把握matlab設(shè)計(jì)fir和iir濾波器的方法及應(yīng)用

(4)學(xué)會(huì)用matlab對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的分析與處理方法

2.試驗(yàn)內(nèi)容

錄制一段自己的語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)錄制的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，畫(huà)出采樣后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖，確定語(yǔ)音信號(hào)的頻帶范圍；使用matlab產(chǎn)生白噪聲信號(hào)模擬語(yǔ)音信號(hào)在處理過(guò)程中的加性噪聲并與語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行疊加，畫(huà)出受污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖；采用雙線性法設(shè)計(jì)出iir濾波器和窗函數(shù)法設(shè)計(jì)出fir濾波器，畫(huà)出濾波器的頻響特性圖；用自己設(shè)計(jì)的這兩種濾波器分別對(duì)受污染的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，畫(huà)出濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖；對(duì)濾波前后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行時(shí)域波形和頻譜圖的對(duì)比，分析信號(hào)的變化；回放語(yǔ)音信號(hào)，感覺(jué)與原始語(yǔ)音的不同。

3.試驗(yàn)步驟

1）語(yǔ)音信號(hào)的采集與回放

利用windous下的錄音機(jī)或其他軟件錄制一段自己的語(yǔ)音（規(guī)定：語(yǔ)音內(nèi)容為自己的名字，以wav格式保存，），時(shí)間控制再2秒之內(nèi)，利用matlab提供的函數(shù)wavread對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，提供sound函數(shù)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行回放。

[y,fs,nbits]=wavread(file),采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率nbits表示采樣位數(shù)。wavread的更多用法請(qǐng)使用help命令自行查詢。

2）語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分析

利用fft函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析

3）受白噪聲干擾的語(yǔ)音信號(hào)的產(chǎn)生與頻譜分析

①白噪聲的產(chǎn)生：

n1=sqrt（方差值）×randn(語(yǔ)音數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，2)（其中2表示2列，是由于雙聲道的原因）然后根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)的頻譜范圍讓白噪聲信號(hào)通過(guò)一個(gè)帶通濾波器得到一個(gè)帶限的白噪聲信號(hào)n2；

帶通濾波器的沖激響應(yīng)為：

hb（n）=c2

sinc(c2

(n))c1

sinc(c1

(n))其中ωc1為通帶濾波器的下截止頻率，ωc2為通帶濾波器的上截止頻率。其中下截止頻率由每個(gè)人的語(yǔ)音信號(hào)的最高頻率確定濾波器的長(zhǎng)度n由濾波器的過(guò)渡帶確定，一般不宜太?。ù笥?000），α=（n-1）/2；②信號(hào)y通過(guò)低通濾波器，得到信號(hào)為x1

低通濾波器的沖激響應(yīng)為：

hl(n)c1sinc(c1

(n))其中的ωc1與上面的帶通濾波器的下截止頻率一致，濾波器的長(zhǎng)度n也于上面的帶通濾波器一致，α=（n-1）/2

③將n1加上x(chóng)1得到一個(gè)受到噪聲污染的聲音信號(hào)

4）據(jù)語(yǔ)音信號(hào)的頻帶狀況，設(shè)計(jì)fir和iir兩種濾波器

5）用濾波器對(duì)受污染語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波

fir濾波器fftfilt函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，iir濾波器用filter函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波

6）比較濾波前后信號(hào)的波形與頻譜

7）回放濾波后的語(yǔ)音信號(hào)

4.試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)程序

試驗(yàn)數(shù)據(jù)

1）原始語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖及語(yǔ)音信號(hào)的頻帶范圍

2）帶限白噪聲信號(hào)的時(shí)域波形和幅頻特性

3）受污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和幅頻譜圖

4）濾波器的頻響特性圖

fir濾波器的幅頻響特性圖

iir濾波器的幅頻響特性圖

5）濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖

6）濾波前后的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形對(duì)比圖和幅頻譜對(duì)比圖

7）將試驗(yàn)的資料的電子文檔交給班長(zhǎng)（建立一個(gè)文件夾，里面包括：①試驗(yàn)報(bào)告的電子版；②采集的語(yǔ)音信號(hào)電子文件；③受污染的語(yǔ)音信號(hào)及濾波后的語(yǔ)音信號(hào)存在文件名為“姓名+〞文件的文件中）

試驗(yàn)程序：

1）試驗(yàn)主程序

2）fir濾波器子程序

3）iir濾波器子程序

語(yǔ)音信號(hào)的分析篇三

信號(hào)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

歐陽(yáng)光亮

2023029020235

語(yǔ)音信號(hào)處理與識(shí)別

目的：理解時(shí)域和頻域尺度變換基本概念，把握信號(hào)時(shí)頻域分析方法，正確理解采樣定理，確鑿理解濾波器的概念。內(nèi)容：

（1）使用matlab中wavrecord命令錄制一段3秒的語(yǔ)音信號(hào)，使用wavplay命令播放，錄制命令和播放命令中的采樣頻率設(shè)置成一致和不同兩種狀況，對(duì)觀測(cè)到的現(xiàn)象進(jìn)行分析并結(jié)合課本中的知識(shí)對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行解釋；（2）使用不同的采樣頻率錄制一段3秒的語(yǔ)音信號(hào)，畫(huà)出信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜；找到語(yǔ)音信號(hào)的主要頻譜成分所在的帶寬；觀測(cè)并分析不同采樣頻率對(duì)波形和頻譜的影響；尋覓聲音信號(hào)不出現(xiàn)明顯失真的最低采樣頻率；（3）錄制一段男生的語(yǔ)音信號(hào)和一段女生的語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)兩段音頻信號(hào)進(jìn)行混合，設(shè)計(jì)濾波器將混合的語(yǔ)音信號(hào)分開(kāi)成單獨(dú)的男聲和女聲信號(hào)，假使分開(kāi)效果不好，對(duì)原因進(jìn)行解釋。

matlab命令：wavrecord,wavplay,wavwrite,wavread,save,load,fft,fftshift,filter,plot,subplot,figure.過(guò)程:(1)一致：

fs1=16000;

%取樣頻率fs2=16000;

%播放頻率duration=5;

%錄音時(shí)間

fprintf('pressanykeytostart%gsecondsofrecording...n',duration);

pause;

fprintf('recording...n');

y=wavrecord(duration*fs1,fs1);

%duration*fs是總的采樣點(diǎn)數(shù)

fprintf('finishedrecording.n');

fprintf('pressanykeytoplaytherecording...n');

pause;

wavplay(y,fs2);wavwrite(y,fs1,'e:

不同：

fs1=16000;

%取樣頻率fs2=8000;

%播放頻率duration=5;

%錄音時(shí)間

fprintf('pressanykeytostart%gsecondsofrecording...n',duration);

pause;

fprintf('recording...n');

y=wavrecord(duration*fs1,fs1);

%duration*fs是總的采樣點(diǎn)數(shù)

fprintf('finishedrecording.n');

fprintf('pressanykeytoplaytherecording...n');

pause;

wavplay(y,fs2);wavwrite(y,fs1,'e:');現(xiàn)象：其次次播放時(shí)，聲音明顯失真。

理由：采樣頻率和播放頻率不一樣時(shí)聲音信號(hào)會(huì)失真。（2）

fs1=16000;

%取樣頻率fs2=16000;

%播放頻率duration=5;

%錄音時(shí)間

fprintf('pressanykeytostart%gsecondsofrecording...n',duration);

pause;

fprintf('recording...n');

y=wavrecord(duration*fs1,fs1);

%duration*fs是總的采樣點(diǎn)數(shù)

fprintf('finishedrecording.n');

fprintf('pressanykeytoplaytherecording...n');

pause;

wavplay(y,fs2);wavwrite(y,fs1,'e:');

wav=wavread('e:');fs=16000;n=length(wav);f=(0:n-1)*16000/n;mag=abs(fft(wav));subplot(2,1,1);plot(wav);subplot(2,1,2);plot(f,mag)

采樣頻率為1600010.5y/幅度0-0.5-101234x/t采樣頻率為16000567x1084600500400y/幅度***400060008000x/f***16000

fs1=8000;

%取樣頻率fs2=8000;

%播放頻率duration=5;

%錄音時(shí)間

fprintf('pressanykeytostart%gsecondsofrecording...n',duration);

pause;

fprintf('recording...n');

y=wavrecord(duration*fs1,fs1);

%duration*fs是總的采樣點(diǎn)數(shù)

fprintf('finishedrecording.n');

fprintf('pressanykeytoplaytherecording...n');

pause;wavplay(y,fs2);wavwrite(y,fs1,'e:');

wav=wavread('e:');fs=8000;n=length(wav);f=(0:n-1)*16000/n;mag=abs(fft(wav));subplot(2,1,1);plot(wav);subplot(2,1,2);plot(f,mag)wavplay(wav,8000)

采樣頻率為8000hz10.5y/幅度0-0.5-100.511.52x/s采樣頻率為8000hz2.533.5x***0500y/幅度***00x/hz***16000

由圖可知：語(yǔ)音信號(hào)的主要頻譜成分所在的帶寬為（0—1200hz），帶寬為1200hz。

當(dāng)采樣頻率較小時(shí)，頻譜圖上顯示帶寬較大，波形較稀松。

最低采樣頻率應(yīng)為，聲音信號(hào)的最高頻率的兩倍，由圖可知為2400hz。（3)女聲：

wav1=wavread('e:');wav2=wavread('e:');wav=wav1+wav2;fp1=800;fp2=1500;fp=[fp1,fp2];fr1=650;fr2=1900;fr=[fr1,fr2];fs=16000;ap=1;as=40;[n,fn]=buttord(fp/(fs/2),fr/(fs/2),ap,as,'z');[b,a]=butter(n,fn);y1=filter(b,a,wav);y=fft(y1);mag=abs(y);n=length(wav);f=(0:n-1)*16000/n;subplot(3,1,1);mag1=abs(fft(wav));plot(f,mag1)subplot(3,1,2);plot(f,mag);subplot(3,1,3);plot(y1);wavplay(y1,16000)

混合400300y/幅度***060008000x/頻率女聲***16000400300y/幅度2023000***00f/hz***160000.20.1y/幅度0-0.1-0.202334x/t567x1084

男聲：

wav1=wavread('e:');wav2=wavread('e:');wav=wav1+wav2;fp1=200;fp2=600;fp=[fp1,fp2];fr1=100;fr2=1000;fr=[fr1,fr2];fs=16000;ap=3;as=40;[n,fn]=buttord(fp/(fs/2),fr/(fs/2),ap,as,'z');[b,a]=butter(n,fn);y1=filter(b,a,wav);y=fft(y1);mag=abs(y);n=length(wav);f=(0:n-1)*16000/n;subplot(3,1,1);mag1=abs(fft(wav));plot(f,mag1)subplot(3,1,2);plot(f,mag);subplot(3,1,3);plot(y1);wavplay(y1,16000)

混合頻譜圖202350y/幅度***30004000x/hz男聲頻譜圖***040y/幅度***8000x/hz男聲時(shí)域圖***160000.040.02y/幅度0-0.02-0.0401234x/s567x1084

分開(kāi)效果不佳，原因：男女聲頻率有好多重疊的地方。

語(yǔ)音信號(hào)的分析篇四

摘

要

語(yǔ)音信號(hào)處理是研究數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理的一門學(xué)科，是一門新型的學(xué)科，是在多門學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的綜合性技術(shù)，它涉及到數(shù)字信號(hào)處理、模式識(shí)別、語(yǔ)言學(xué)。語(yǔ)音信號(hào)處理是研究用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)處理的一門學(xué)科。處理的目的是要得到一些語(yǔ)音參數(shù)以便高效的傳輸或存儲(chǔ)；或者是通過(guò)處理的某種運(yùn)算以達(dá)到某種用途的要求。語(yǔ)音信號(hào)處理又是一門邊緣學(xué)科。如上所訴，它是“語(yǔ)言語(yǔ)音學(xué)〞與“數(shù)字信號(hào)處理〞兩個(gè)學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物。

語(yǔ)音信號(hào)處理屬于信息科學(xué)的一個(gè)重要分支，大規(guī)模集成技術(shù)的高度發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速前進(jìn)，推動(dòng)了這一技術(shù)的發(fā)展。在數(shù)字音頻技術(shù)和多媒體技術(shù)迅速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的磁帶語(yǔ)音錄放系統(tǒng)因體積大、使用不便、放音不明了而受到了巨大挑戰(zhàn)。本次課程設(shè)計(jì)提出的體積小巧，功耗低的數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)，可以有效的解決傳統(tǒng)的語(yǔ)音錄放系統(tǒng)在電子與信息處理的使用中受到的限制。

本文提出了語(yǔ)音信號(hào)處理課程建設(shè)的試驗(yàn)環(huán)節(jié)中的一些考慮，作為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，試驗(yàn)內(nèi)容不能僅僅停留在驗(yàn)證性試驗(yàn)上，還應(yīng)增加試驗(yàn)延伸的設(shè)計(jì)要求，是學(xué)生加深對(duì)理論分析認(rèn)識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和知識(shí)綜合運(yùn)用能力。從而提高語(yǔ)音信號(hào)的教學(xué)和試驗(yàn)的質(zhì)量。試驗(yàn)內(nèi)容采用matlab編程實(shí)現(xiàn)，不僅易于語(yǔ)音信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)，更易引導(dǎo)學(xué)生完成試驗(yàn)延伸的設(shè)計(jì)。

第一章緒論

1.1選題背景

在我們的現(xiàn)實(shí)生活中從磁帶、錄像帶到cd、vcd、dvd；從黑白電視機(jī)、彩色電視機(jī)、高明了度電視機(jī)到具有數(shù)字信號(hào)處理功能的電視機(jī)；從留聲機(jī)、錄音機(jī)到語(yǔ)音信箱；現(xiàn)在正出在模擬信息到數(shù)字信息的變革之中，傳統(tǒng)的磁帶語(yǔ)音錄放系統(tǒng)因其體積大，使用不便，在電子與信息處理的使用中受到大量限制。

雖然，目前廣播電視系統(tǒng)尚未實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字化，相信在不久的將來(lái)，真正的數(shù)字電視、數(shù)字收音機(jī)、數(shù)字收錄機(jī)將進(jìn)入家庭。所以，研究音頻信號(hào)的數(shù)字化存儲(chǔ)、處理和回放系統(tǒng)有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

通過(guò)設(shè)計(jì)語(yǔ)音信號(hào)試驗(yàn)箱可以對(duì)語(yǔ)音信號(hào)實(shí)現(xiàn)各種形式的變換，因此學(xué)會(huì)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的處理，也可自行研究將此語(yǔ)音處理技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中。

1.2課題意義

語(yǔ)音信號(hào)處理的一門比較實(shí)用的電子工程的專業(yè)課程，語(yǔ)音是人類獲取信息的重要來(lái)源和利用信息的重要手段，通過(guò)語(yǔ)言相互傳遞信息是人類最重要的基本功能之一，語(yǔ)音是人類特有的功能，它是創(chuàng)造和記載幾千年來(lái)人類文明史的根本手段，是人類最重要、最有效、最常用和最便利的交換信息的形式。

語(yǔ)音信號(hào)處理是研究用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理的一門學(xué)科，它是一門新興的學(xué)科，同時(shí)又是綜合性的多學(xué)科領(lǐng)域剛也涉及面很廣的交織學(xué)科。

其次章課程設(shè)計(jì)要求及系統(tǒng)原理

2.1課程設(shè)計(jì)基本要求

（1）學(xué)會(huì)matlab的使用，把握matlab的程序設(shè)計(jì)方法；

（2）把握在windows環(huán)境下語(yǔ)音信號(hào)的采集方法；

（3）把握數(shù)字信號(hào)處理的基本概念，基本理論和基本方法；

（4）把握matlab設(shè)計(jì)方法；

（5）學(xué)會(huì)用matlab對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和處理。

2.2系統(tǒng)基本原理

語(yǔ)音采集原理是，人耳能聽(tīng)到的聲音是一種范圍為20hz—20khz，而一般語(yǔ)音頻率最高為3.4khz。語(yǔ)音的采集是指語(yǔ)音聲波信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)和高頻放大器轉(zhuǎn)換成有一定幅度的模擬量電信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的全過(guò)程。

本次設(shè)計(jì)的基本原理是對(duì)語(yǔ)音的錄音和放音進(jìn)行數(shù)字化控制。其中，關(guān)鍵技術(shù)在于：為了增加語(yǔ)音存儲(chǔ)時(shí)間，提高存儲(chǔ)器的利用率，采用了非失真壓縮算法對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行壓縮后再存儲(chǔ)，而在回放時(shí)再進(jìn)行解壓縮；同時(shí)，對(duì)輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波以抑制雜音和干擾，從而確保了語(yǔ)音回放的可靠質(zhì)量。

通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)gui試驗(yàn)箱，并添加相應(yīng)的控制控件，添加一個(gè)聲音文件，通過(guò)matlab編程，使其通過(guò)各種按鈕實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)處理的各種功能，最終做成一個(gè)完整的語(yǔ)音信號(hào)處理試驗(yàn)箱。

第三章設(shè)計(jì)方案論證

3.1設(shè)計(jì)理論依據(jù)

3.1.1采樣定理：

在進(jìn)行模擬/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，大于信號(hào)中最高頻率fmax的2倍時(shí)，則采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整的保存了原始信號(hào)中的信號(hào)，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高頻率的5—10倍；采樣定理又稱奈奎斯特定理。

3.1.2采樣頻率：

采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本，是描述聲音文件的音質(zhì)、音調(diào)、衡量聲卡、聲音文件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。采樣頻率越高，即采樣的間隔時(shí)間越短，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)就越多，對(duì)聲音波形的表示也就越確切，采樣頻率與聲音頻率之間有一定的關(guān)系，根據(jù)奈奎斯特理論，只有采樣頻率高于聲音信號(hào)最高頻率的2倍的時(shí)候，才能把數(shù)字信號(hào)表示的聲音還原成為原來(lái)的聲音，這就是說(shuō)采樣頻率是衡量聲卡采集、記錄和還原聲音文件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.3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(lái)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)候使用數(shù)字聲音信號(hào)的二進(jìn)制為數(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)和采樣頻率對(duì)于音頻接口來(lái)說(shuō)是最為重要的兩個(gè)基本指標(biāo)，也是選擇音頻接口的兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論采樣頻率如何，理論上來(lái)說(shuō)采樣的位數(shù)決定了音頻數(shù)據(jù)最大的力度范圍。每增加一個(gè)采樣位數(shù)相當(dāng)于力度范圍增加了6db。采樣位數(shù)越多則捕獲到的信號(hào)越確切。對(duì)于采樣率來(lái)說(shuō)你可以想象它類似于一個(gè)照相機(jī)。顯然采樣率越高，計(jì)算機(jī)提取的聲音越多，對(duì)于原始的還原也越加確切。

第四章圖形用戶界面設(shè)計(jì)

4.1圖形用戶界面概念

圖形用戶界面或圖形用戶接口是指采用圖形方式顯示的計(jì)算機(jī)操作環(huán)境由用戶接口。與早期計(jì)算機(jī)使用的命令行界面相比，圖形界面對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)更為簡(jiǎn)便易用。

gui是matlab提供的圖形用戶界面開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供了一系列用于創(chuàng)立圖形用戶界面的工具，從而簡(jiǎn)化界面布局和編程工作。

4.2用戶界面設(shè)計(jì)

4.2.1gui設(shè)計(jì)模板

在matlab主窗口中，選擇file菜單中的new菜單項(xiàng)，再選擇其中的gui命令，就會(huì)顯示圖形用戶界面的設(shè)計(jì)模板。

matlab為gui設(shè)計(jì)一共準(zhǔn)備了四個(gè)模板，分別是blankgui、guiwithuicontrols、guiwithaxesandmenu、modalquestiondialog。

當(dāng)用戶選擇不同的模板時(shí)，在gui設(shè)計(jì)模板界面的右邊就會(huì)顯示出與該模板對(duì)應(yīng)的gui圖形。

4.2.2gui設(shè)計(jì)窗口

在gui設(shè)計(jì)模板中選中一個(gè)模板，然后單擊ok按鈕，就會(huì)顯示gui設(shè)計(jì)窗口，選擇不同的gui設(shè)計(jì)模式時(shí)，在gui設(shè)計(jì)窗口中顯示的結(jié)果是不一樣的。

gui設(shè)計(jì)窗口由菜單欄、工具欄、空間工具欄以及圖形對(duì)象設(shè)計(jì)區(qū)等部分組成。gui設(shè)計(jì)窗口的菜單欄有file、edit、view、layout、tools和help六個(gè)菜單項(xiàng)，使用其中的命令可以完成圖形用戶界面的設(shè)計(jì)操作。

4.2.3gui設(shè)計(jì)窗口的基本操作

（1）前面板的設(shè)計(jì)：在gui設(shè)計(jì)窗口創(chuàng)立圖形對(duì)象后，通過(guò)雙擊該對(duì)象，就會(huì)顯示該對(duì)象的屬性編輯器。如下圖所示。例如，創(chuàng)立一個(gè)pushbutton對(duì)象，并設(shè)計(jì)該對(duì)象的屬性值。

圖4-1按鈕屬性編輯器

通過(guò)以上的按鈕屬性編輯器可以根據(jù)個(gè)人狀況對(duì)按鈕的名稱、顏色、大小等方面的屬性進(jìn)行修改，使按鈕在視覺(jué)上變的更加完美。

（2）按鈕功能的實(shí)現(xiàn)：在gui設(shè)計(jì)窗口創(chuàng)立按鈕后，通過(guò)右鍵單擊按鈕，選擇viewcallbacks下的callback對(duì)相應(yīng)的按鈕進(jìn)行編程，使按鈕實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，如下圖所示對(duì)按鈕的響應(yīng)功能進(jìn)行設(shè)置。

圖4-2按鈕功能編輯器

進(jìn)入到按鈕程序編輯窗口，通過(guò)編程即可實(shí)現(xiàn)按鈕的相應(yīng)功能，如下圖：

圖4-3按鈕的編程實(shí)現(xiàn)界面

通過(guò)對(duì)各個(gè)按鈕控件的修改，和對(duì)m文件程序的添加就完成對(duì)gui窗口的設(shè)計(jì)，最終得到的圖形化操作界面如下圖所示:

圖4-4圖形化操作界面

4.2.4語(yǔ)音的錄入與開(kāi)啟

在matlab中，[y,fa,bits]=wavread(‘blip’,[n1n2]);用于讀取語(yǔ)音，7

采樣值放在向y中，fs表示采樣頻率，bits表示采樣位數(shù)。[n1n2]表示讀取從n1點(diǎn)到n2點(diǎn)的值。

suond(x，fs，bits)；用于對(duì)聲音的回放，向量y則就代表了一個(gè)信號(hào)也就是說(shuō)可以像處理一個(gè)信號(hào)表達(dá)式一樣處理這個(gè)聲音信號(hào)。

第五章課程設(shè)計(jì)的軟件實(shí)現(xiàn)

5.1部分函數(shù)語(yǔ)法格式

讀wav文件：x=wavread(‘filename’)數(shù)組a及b中元素相乘：a.*b創(chuàng)立圖形窗口命令：figure繪圖函數(shù)：plot(x)坐標(biāo)軸：axis([xminxmaxyminymax])坐標(biāo)軸注解：xlabel(‘?’)ylabel(‘?’)圖例注解：legend(‘?’)一階高通濾波器：y=filter([1-0.09375],1,x)分幀函數(shù)：f=enframe(x,len,inc)x為輸入語(yǔ)音信號(hào)，len指定了幀長(zhǎng)，inc指定幀移，函數(shù)返回為nxlen的一個(gè)矩陣，每一行都是一幀數(shù)據(jù)。

5.2語(yǔ)音信號(hào)處理的相關(guān)函數(shù)

5.2.1語(yǔ)音信號(hào)的短時(shí)譜：

周期性聲門波可表示為:

(5-1)其中，g[n]是聲門波的單周期的波形，p[n]是間隔為p的周期采樣序列。當(dāng)u[n]通過(guò)線性非時(shí)變聲道，且該聲道的單位沖擊響應(yīng)為h[n]時(shí)，聲道輸出為：

(5-2)為了觀測(cè)一段語(yǔ)音，需要降生到輸出乘以一個(gè)一時(shí)刻τ為中心的窗函數(shù)w[n,τ],即得到：

（5-3）

這段語(yǔ)音信號(hào)的頻域表達(dá)式為：

（5-4）

即語(yǔ)音信號(hào)的譜包絡(luò)為

語(yǔ)譜圖就是現(xiàn)實(shí)時(shí)變頻譜幅度特征的圖形表達(dá)式為：

（5-5）

將語(yǔ)音信號(hào)短時(shí)譜程序?qū)懭氲絤atlab中得到單色語(yǔ)譜圖的波形如下：

圖5-1語(yǔ)音信號(hào)單色語(yǔ)譜圖

5.2.2自相關(guān)方法估計(jì)語(yǔ)音信號(hào)的聲道參數(shù)：

由均方預(yù)計(jì)誤差最小的得到正則方程：

（5-6）

其中，（5-7）

在最正確解時(shí)的誤差為

（5-8）

在自相關(guān)法中式5-6，式5-8變?yōu)?/p>

（5-9）

(5-10)由式5-9和式5-10可列出方程組式5-11

（5-11）

解方程組式5-9求出線性預(yù)計(jì)系數(shù)，通過(guò)誤差式5-11可求出增益g

（5-12）

加窗后信號(hào)頻譜圖如下：

圖5-2加窗后信號(hào)頻譜圖

通過(guò)以上的方法，改變參數(shù)分別求得4極點(diǎn)模型頻率響應(yīng)和6極點(diǎn)模型頻率響應(yīng)，6極點(diǎn)波形如下圖所示：

圖5-3六極點(diǎn)波形圖

最終通過(guò)以上方法用一個(gè)函數(shù)分別實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)功能，三個(gè)波形顯示在一個(gè)界面，通過(guò)觀測(cè)圖形，查看它們之間的分別。三者比較所得到的波形如下：

圖5-4三者比較波形圖

5.2.3基音周期檢測(cè)

數(shù)據(jù)為濁音語(yǔ)音信號(hào)speech1_10k(10000樣點(diǎn)/秒)用25ms的漢明窗對(duì)語(yǔ)音信號(hào)speech1_10k進(jìn)行加窗處理，并畫(huà)出所得到的加窗信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，再用根據(jù)中心消波法及三電平中心消波法原理改進(jìn)程序，最終對(duì)比中方法基音檢測(cè)的效果并分析結(jié)果。

試驗(yàn)原理及方法

（1）自相關(guān)檢測(cè)原理：對(duì)于離散的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)序列x(n)，假使周期n，則自相關(guān)函數(shù)也是同周期的周期函數(shù)。即：x(n)=x(n+n)。清音信號(hào)沒(méi)有周期性，他的自相關(guān)函數(shù)也沒(méi)有周期。濁音