電子信息工程專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)報(bào)告-基于matlab的語音信號分析和處理(已修改)
2024-11-20 04:00 本頁面
【正文】 電子信息工程專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課題：基于 MATLAB 的語音信號分析和處理 姓名： 學(xué)號： 班級： 電子 3082 專業(yè)： 電子信息 工程 歸口系部： 電子 與電氣工程學(xué)院 起迄日期 : 2020 年 4 月 12 日 — 2020 年 4 月 26 日 設(shè)計(jì)地點(diǎn) : 指導(dǎo)教師 : 數(shù)字信號處理 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組 發(fā)任務(wù)書日期 : 2020 年 4 月 10 日 課題：基于 MATLAB的語音信號分析和處理 2 一、設(shè)計(jì)目的 與任務(wù) 通過 數(shù)字信號處理的 課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生對信號的采集，處理，傳輸，顯示，存儲和分析等有一個(gè)系統(tǒng)的掌握和理解。鞏固和運(yùn)用數(shù)字信號處理課程中的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能，掌握最基本的數(shù)字信號處理的理論和方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題 和解決問題的能力。 二、 基本要求 1， 基本要求：設(shè)計(jì)一個(gè)語音信號分析和處理系統(tǒng)，要求學(xué)生對所采集的語音信號在 MATLAB 軟件平臺下進(jìn)行頻譜分析和處理； 2， 提高要求：對所采集的語音信號疊加干擾噪聲進(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。 3， 基本教學(xué)要求：每組一臺電腦（附話筒和耳機(jī)），電腦安裝 MATLAB 軟件。 三、設(shè)計(jì)任務(wù) 本次課程設(shè)計(jì)最終要求提交設(shè)計(jì)說明書，由以下各部分組成： 1， 理論依據(jù) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求分析系統(tǒng)功能，掌握設(shè)計(jì)中所需的理論（采樣頻率，采樣位數(shù)的概念，采樣定理；時(shí)域信號的 DFT， FFT及頻譜分析；數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理和方法，各種不同性能的濾波器的性能比較），闡述設(shè)計(jì)原理。 2， 信號采集 采集語音信號，畫出信號的時(shí)域波形圖和頻譜圖。 3， 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) 根據(jù)語音信號的特點(diǎn)，分別設(shè)計(jì) IIR低通和高通以及帶通數(shù)字濾波器； FIR 低通，高通以及帶通數(shù)字濾波器；畫出各種數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)圖。 課題：基于 MATLAB的語音信號分析和處理 3 4， 信號處理 1） 利用設(shè)計(jì)的 IIR 數(shù)字濾波器分別對采集的信號進(jìn)行濾波處理； 2） 利用設(shè)計(jì)的 FIR 數(shù)字濾波器分別對采集的信號進(jìn)行濾波處理； 3） 在原始的語音信號 3000HZ 以上頻段疊加白噪聲，選擇所設(shè) 計(jì)的一種對疊加白噪聲后的語音信號處理， 濾除白噪聲 ； 4） 畫出處理過程中所的的各種波形及頻譜圖。 5， 信號分析 對語音信號進(jìn)行回放，感覺濾波前后聲音的變化。比較濾波前后語音信號的波形及頻譜，對所的結(jié)果和濾波器性能進(jìn)行頻譜分析，闡明原因得出結(jié)論。 四：設(shè)計(jì)過程（設(shè)計(jì)步驟） 基本原理 語音信號概述 語言是人類創(chuàng)造的，是人類區(qū)別于其他地球生命的本質(zhì)特征之一。人類用語言交流的過程可以看成是一個(gè)復(fù)雜的通信過程，為了獲取便于分析和處理的語音信源，必須將在空氣中傳播的聲波轉(zhuǎn)變?yōu)榘Z音信息并且記載著聲波物理 性質(zhì)的模擬（或數(shù)字）電信號，即語音信號，因此語音信號就成為語音的表現(xiàn)形式或載體。 語音學(xué)和數(shù)字信號處理的交叉結(jié)合便形成了語音信號處理。語音信號處理是建立在語音學(xué)和數(shù)字信號處理基礎(chǔ)之上的，對語音信號模型進(jìn)行分析、存儲、傳輸、識別和合成等方面的一門綜合性學(xué)科。 數(shù)字濾波器原理 若濾波器的輸入、輸出都是離散時(shí)間信號，那么該濾波器的單位沖激響應(yīng) h(n)也課題：基于 MATLAB的語音信號分析和處理 4 必然是離散的，這種濾波器稱為數(shù)字濾波器 （ DF） 。 數(shù)字濾波器實(shí)質(zhì)上是一種運(yùn)算過程 —— 用來描述離散系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的差分方程的計(jì)算或 卷積計(jì)算。數(shù)字濾波器的實(shí)質(zhì)是用一有限精度算法實(shí)現(xiàn)的離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)，以完成對信號進(jìn)行濾波處理的過程。它是數(shù)字信號處理的一個(gè)重要分支，具有穩(wěn)定性好、精度高、靈活性強(qiáng)、體積小、質(zhì)量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)。 數(shù)字濾波器根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以將濾波器分成不同的類別。 （ 1）根據(jù)單位沖激響應(yīng) h(n)的時(shí)間特性分類 無限沖激響應(yīng)（ IIR）數(shù)字濾波器 有限沖激響應(yīng)（ FIR）數(shù)字濾波器 （ 2）根據(jù)實(shí)現(xiàn)方法和形式分類 遞歸型數(shù)字濾波器 非遞歸型數(shù)字濾波器 快速卷積型 （ 3）根據(jù)頻率特性分類 低通數(shù)字濾波器 、高通數(shù)字濾波器、帶通數(shù)字波器、 帶阻數(shù)字濾波器 2 語音信號分析和濾波處理 語音信號的采集 把語音
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