基于matlab的語(yǔ)音信號(hào)采集和雙線性變換法濾波器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧
2025-06-03 17:48 本頁(yè)面
【正文】 ........106 心得體會(huì) ..................................................................................11參考文獻(xiàn) ......................................................................................120 1 2 3 4 0Time(s) 0 1 2 1040Frequency(Hz)附錄 源程序 ................................................................................121 語(yǔ)音信號(hào)的采集 語(yǔ)音信號(hào)的特點(diǎn)一般來(lái)說(shuō)，人的聽(tīng)覺(jué)能感知的聲音頻率范圍為 20~20220Hz，在這一頻率范圍內(nèi)可感知的聲音強(qiáng)度為 0～140dB，其中人耳比較敏感的區(qū)域在 50~4000Hz。因此，采集子系統(tǒng)的硬件參數(shù)可根據(jù)要分析的語(yǔ)音信號(hào)的頻率和強(qiáng)度來(lái)確定通過(guò)對(duì)大量語(yǔ)音信號(hào)的觀察和分析發(fā)現(xiàn)，語(yǔ)音信號(hào)主要有下面兩個(gè)特點(diǎn)：在頻域內(nèi)，語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分量主要集中在 300～3400Hz 的范圍內(nèi)。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以用一個(gè)防混迭的帶通濾波器將此范圍內(nèi)的語(yǔ)音信號(hào)頻率分量取出，然后按 8kHz 的采樣率對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，就可以得到離散的語(yǔ)音信號(hào)。在時(shí)域內(nèi)，語(yǔ)音信號(hào)具有“短時(shí)性”的特點(diǎn)，即在總體上，語(yǔ)音信號(hào)的特征是隨著時(shí)間而變化的，但在一段較短的時(shí)間間隔內(nèi)，語(yǔ)音信號(hào)保持平穩(wěn)。在濁音段表現(xiàn)出周期信號(hào)的特征，在清音段表現(xiàn)出隨機(jī)噪聲的特征。圖一 語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形 圖二 語(yǔ)音信號(hào)頻域波形 語(yǔ)音信號(hào)的采集MATLAB 是美國(guó) Math Works 公司推出的一種面向工程和科學(xué)計(jì)算的交互式計(jì)算軟件，在 MATLAB 環(huán)境中，可以通過(guò)多種編程方法驅(qū)動(dòng)聲卡實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的采集和播放，它的信號(hào)處理與分析工具箱為語(yǔ)音信號(hào)分析提供了十分豐富的功能函數(shù)，利用這些功能函數(shù)可以快捷而又方便地完成語(yǔ)音信號(hào)的處理和分析．使用MATLAB 語(yǔ)言編程可以將聲音文件變換為離散的數(shù)據(jù)文件，然后利用其強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算能力處理數(shù)據(jù)，如數(shù)字濾波、傅里葉變換、時(shí)域和頻域分析、聲音回放以及各種分析圖的呈現(xiàn)等等．在 Matlab 環(huán)境中，主要可以通過(guò)以下幾種方法驅(qū)動(dòng)聲卡，采集語(yǔ)音信號(hào)： 1．將聲卡作為對(duì)象處理采集語(yǔ)音信號(hào) Matlab 將聲卡作為對(duì)象處理，其后的一切操作都不與硬件直接相關(guān)，而是通過(guò)對(duì)該對(duì)象的操作來(lái)作用于硬件設(shè)備（聲卡） 。操作時(shí)首先要對(duì)聲卡產(chǎn)生一個(gè)模擬輸入對(duì)象(ai)，給 ai 對(duì)象添加一個(gè)通道設(shè)置采樣頻率后，就可以啟動(dòng)設(shè)備對(duì)象，開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，采集完成后停止對(duì)象并刪除對(duì)象。2．調(diào)用 wavrecord 功能函數(shù)采集語(yǔ)音信號(hào)。wavrecord 功能函數(shù)只適用于windows95/98/N 平臺(tái)，它使用 windows 聲音輸入設(shè)備錄制聲音。函數(shù)調(diào)用方式：wavrecord（N，fs，ch，nbits） ； N：采集的樣本數(shù)據(jù)量； fs：樣本采集頻率，為 8000Hz、11025Hz、22050Hz 和 44100Hz 之一，默認(rèn)值為 11025Hz； ch：樣本采集通道，1 為單聲道，2 為雙聲道，默認(rèn)值為 1（單聲道） ； nbits：每個(gè)樣本的位數(shù)（或稱(chēng)解析度） ， ‘double’、 ‘single’或‘int16’為 16 位， ‘uint8’為 8 位； 3．運(yùn)用 audiorecorder 對(duì)象采集語(yǔ)音信號(hào)audiorecorder（fs，nbits，ch）可以創(chuàng)設(shè)一個(gè) audiorecorder 對(duì)象。fs：樣本采集頻率，為 8000Hz、11025Hz、22050Hz 和 44100Hz 之一，默認(rèn)值為 8000Hz； nbits：每個(gè)樣本的位數(shù)，8 位或 16 位，默認(rèn)值為 8 位； ch：樣本采集通道，1為單聲道，2 為雙聲道，默認(rèn)值為 1（單聲道） ； audiorecorder 對(duì)象創(chuàng)設(shè)后，就可以進(jìn)行相應(yīng)的錄音、暫停、停止、播放以及數(shù)據(jù)讀取等
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