課程設(shè)計基于matlab的語音信號錄制采集和分析的程序設(shè)計-文庫吧
2024-10-18 20:33 本頁面
【正文】 Windows 自帶的錄音機 A/D 轉(zhuǎn)換 Wav 聲音 麥克風(fēng) 聲卡 濾波 采樣 MATLAB 課程設(shè)計說明書 3 2 語音信號的采集 配置好 數(shù)據(jù)采集設(shè)備的參數(shù)后，使用 start 命令便可啟動聲卡開始語音信號的采集。采集到的數(shù)據(jù)被暫時存放在 PC 機的內(nèi)存里，理論上可采集的最大數(shù)據(jù)量是由 PC機的內(nèi)存容量決定的，這一點相對于一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言有較強的優(yōu)勢。 MATLAB還可以記錄采集過程中出現(xiàn)錯誤，如出錯的時間、錯誤產(chǎn)生的來源以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備的狀態(tài)等信息都會被記錄下來作為以后工作的參考。 如圖 所示，語音采集子系統(tǒng)是通過 PC 錄音機 Realtek AC’ 97型聲卡和 Matlab 的數(shù)據(jù)采集工具箱實現(xiàn)的。其中 Realtek AC’ 97 型聲卡的采樣位數(shù)為 16 位，支持 8~ 的采樣速率，可以滿足語音采集的硬件要求 [1]。 Matlab 自帶的數(shù)據(jù)采集工具箱里面，提供了專門用于語音采集的命令和函數(shù)。數(shù)據(jù)采集的硬件設(shè)備的內(nèi)部特性對 Matlab 的接口完全是透明的，通過調(diào)用 Matlab 提供的語音采集函數(shù)和命令可以對其進行訪問。而且， Matlab 可以對其采集的數(shù)據(jù)進行實時的分析，也可在存儲后再進行處理。 圖 語音信號采集框圖 話筒 數(shù)據(jù)采集設(shè)備 （聲卡） MATLAB 語音采集工具箱 MATLAB 課程設(shè)計說明書 4 3 語音信號的分析 語音信號時域分析 語音信號的時域分析就是分析和 提取語音信號的時域參數(shù)。進行語音分析時，最先接觸到并且也是最直觀的是它的時域波形。語音信號本身就是時域信號，因而時域分析是最早使用，也是應(yīng)用最廣泛的一種分析方法，這種方法直接利用語音信號的時域波形。時域分析通常用于最基本的參數(shù)分析及應(yīng)用，如語音的分割、預(yù)處理、大分類等。這種分析方法 的特點是： ① 表示語音信號比較直觀、物理意義明確。 ② 實現(xiàn)起來比較簡單、運算且少。 ③ 可以得到語音的一些重要的參數(shù) 。④只使用示波器等通用設(shè)備，使用 較為簡單等。 ATLAB 數(shù)據(jù)采集箱中提供的函數(shù)命令進行 圖像分析的函數(shù)命令： wavrecord : wavrecord 利用 Windows 音頻輸入設(shè)備記錄聲音 ,其調(diào)用形式為 :wavrecord (n ,fs ,ch) 。利用 Windows 音頻輸入設(shè)備記錄 n個音頻采樣 , 頻率為 fs Hz ,通道數(shù)為 ch。采樣值返回到一個大小為 n*ch 的矩陣中。缺省時 ,fs = 11025 ,ch = 1。 waveplay: waveplay 利用 Windows 音頻輸出設(shè)備播放聲音 ,其調(diào)用形為 :waveplay(y ,fs) 。以采樣頻率 fs 向 Windows 音頻設(shè)備發(fā)送向量信號。標(biāo)準(zhǔn)的音頻采樣率有 :8000、 1102 22050 和 44100Hz。 wavread :wavread 用于讀取 Microsoft 的擴展名為 “.wav” 的聲音文件。其調(diào)用形式為 : y = wavread (file) 。其作用是從字符串 file 所指的文件路徑讀取 wave 文件 ,將讀取的采樣數(shù)據(jù)送到y(tǒng) 中。 Y的取值范圍 : [ 1 ,1 ] 。 sound:音頻信號是以向量的形式表示聲音采樣的。 sound 函數(shù)用于MATLAB 課程設(shè)計說明書 5 將向 量轉(zhuǎn)換為聲音 ,其調(diào)用形式為 :sound (y ,fs) ,作用是向揚聲器送出向量 y 中的音頻信號 (采樣頻率為 fs) 。 通過 Wavread 和 plot(x)函數(shù)即可顯示圖像的時域波形。 圖 原始 語音信號的時域波形 語音信號頻域分析 語音信號的頻域分析就是分析語音信號的頻域持征。從廣義上講，語音信號的頻域分析包括語音信號的頻譜、功率譜、倒頻譜、頻譜包絡(luò)分析等，而常用的頻域分析方法有帶通濾波器組法、傅里葉變換法、線件預(yù)測法等幾種。本
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