【正文】 電子信息工程專業(yè)方向課程設計報告 課題：基于 MATLAB 的語音信號分析和處理 姓名： 學號： 班級： 電子 3082 專業(yè)： 電子信息 工程 歸口系部： 電子 與電氣工程學院 起迄日期 : 2020 年 4 月 12 日 — 2020 年 4 月 26 日 設計地點 : 指導教師 : 數(shù)字信號處理 課程設計指導小組 發(fā)任務書日期 : 2020 年 4 月 10 日 課題：基于 MATLAB的語音信號分析和處理 2 一、設計目的 與任務 通過 數(shù)字信號處理的 課程設計，使學生對信號的采集，處理，傳輸，顯示，存儲和分析等有一個系統(tǒng)的掌握和理解。鞏固和運用數(shù)字信號處理課程中的理論知識和實驗技能，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：設計一個語音信號分析和處理系統(tǒng)，要求學生對所采集的語音信號在 MATLAB 軟件平臺下進行頻譜分析和處理； 2， 提高要求：對所采集的語音信號疊加干擾噪聲進行頻譜分析，設計合適的 濾波器濾除 噪聲，恢復原信號。 3， 基本教學要求：每組一臺電腦（附話筒和耳機），電腦安裝 MATLAB 軟件。 三、設計任務 本次課程設計最終要求提交設計說明書，由以下各部分組成： 1， 理論依據(jù) 根據(jù)設計要求分析系統(tǒng)功能，掌握設計中所需的理論（采樣頻率，采樣位數(shù)的概念，采樣定理；時域信號的 DFT， FFT及頻譜分析；數(shù)字濾波器的設計原理和方法，各種不同性能的濾波器的性能比較），闡述設計原理。 2， 信號采集 采集語音信號，畫出信號的時域波形圖和頻譜圖。 3， 數(shù)字濾波器設計 根據(jù)語音信號的特點，分別設計 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） 利用設計的 IIR 數(shù)字濾波器分別對采集的信號進行濾波處理； 2） 利用設計的 FIR 數(shù)字濾波器分別對采集的信號進行濾波處理； 3） 在原始的語音信號 3000HZ 以上頻段疊加白噪聲，選擇所設 計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，對所的結果和濾波器性能進行頻譜分析，闡明原因得出結論。 四：設計過程（設計步驟） 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特征之一。人類用語言交流的過程可以看成是一個復雜的通信過程，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變?yōu)榘Z音信息并且記載著聲波物理 性質的模擬（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。 語音學和數(shù)字信號處理的交叉結合便形成了語音信號處理。語音信號處理是建立在語音學和數(shù)字信號處理基礎之上的，對語音信號模型進行分析、存儲、傳輸、識別和合成等方面的一門綜合性學科。 數(shù)字濾波器原理 若濾波器的輸入、輸出都是離散時間信號，那么該濾波器的單位沖激響應 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)字濾波器實質上是一種運算過程 —— 用來描述離散系統(tǒng)輸入與輸出關系的差分方程的計算或 卷積計算。數(shù)字濾波器的實質是用一有限精度算法實現(xiàn)的離散時間線性時不變系統(tǒng)，以完成對信號進行濾波處理的過程。它是數(shù)字信號處理的一個重要分支，具有穩(wěn)定性好、精度高、靈活性強、體積小、質量輕等諸多優(yōu)點。 數(shù)字濾波器根據(jù)不同的分類標準可以將濾波器分成不同的類別。 （ 1）根據(jù)單位沖激響應 h(n)的時間特性分類 無限沖激響應（ IIR）數(shù)字濾波器 有限沖激響應（ FIR）數(shù)字濾波器 （ 2）根據(jù)實現(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