【正文】 安徽建筑大學畢業(yè)設計（論文）安徽建筑大學畢 業(yè) 設 計 (論 文)專 業(yè) 通信工程 課 題 基于MATLAB的語音信號的分析與處理 基于正交試驗的特征選擇方法的研究與實現(xiàn) 2013年 6月 1日 摘要 如何從較多的語音情感特征因素中實現(xiàn)最優(yōu)化是情感識別過程中的重要環(huán)節(jié)。而正交實驗設計就是研究多因素多水平一種設計方法，它是根據(jù)從全面實驗中挑選出部分有代表性的點進行實驗。正交實驗設計又稱正交設計或多因素優(yōu)選設計，是一種合理安排、科學分析各實驗因素的一種有效的數(shù)理統(tǒng)計方法。它是在實踐經(jīng)驗和理論認識的基礎上，借助一種規(guī)格化的“正交表”，從眾多的實驗條件中確定出若干個代表性較強的實驗條件，科學地安排實驗，然后對實驗結(jié)果進行綜合比較，統(tǒng)計分析，探求各因素水平最佳組合，從而得到最優(yōu)或較優(yōu)實驗方案的一種實驗設計方法。本文介紹分析了正交試驗設計的基本思想原理，和對數(shù)據(jù)的分析方法。然后對提取的15個語音情感特征因素進行實例應用，即利用正交試驗設計找出最優(yōu)組合，提高情感識別的識別率。關(guān)鍵字：正交試驗。正交表。因素。交互作用。最優(yōu)組合 AbstractHow to get optimal emotion recognition from many voice emotional characteristics is an important part of the process, while the orthogonal experimental design is a approach of studying multilevel and multifactor , which is based on a prehensive experiment selected from a representative sample of the experiment. Orthogonal experimental design called orthogonal design or multifactor preferred design. It is a standardized orthogonal.We can get obtain optimal or optimum experimental program from Scientifically arranging experiments and statistical analysing.This article describes the analysis of the basic idea of orthogonal experimental design principles, and data analysis methods. There are 15 examples of application of orthogonal design to find the optimal bination to improve emotion recognition rate.Keywords: orthogonal experiment。 orthogonal larray。 factor。 interaction。 optimal bination II目錄摘要 IAbstract II1 緒論 1 引言 1 1 本文主要內(nèi)容 22 正交實驗設計的原理 3 正交法常用概念 3 33正交試驗設計的步驟 9 確定試驗指標 9 確定試驗因素并選取適當?shù)乃?9 選用正交表 10 表頭設計 10 編制試驗方案 114 實驗數(shù)據(jù)分析 12 實驗數(shù)據(jù)的綜合分析 12 實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析 135基于正交試驗的特征選擇 19 問題分析 19 19參考文獻 24致謝 25附錄一 數(shù)據(jù)處理程序 262基于MATLAB的語音信號的分析與處理 基于正交試驗的特征選擇方法的研究與實現(xiàn)電子與信息工程學院 通信工程專業(yè) 2009級2班 邵偉 指導教師 王坤俠1 緒論 引言 如今，科學的快速進步帶來各種各樣革命性的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品不是憑空而生，而是人類科學家經(jīng)過多次成功與失敗的試驗總結(jié)完善而成的。試驗設計融會于各種學科領域，并非只存在于工學；它是一個理論到實踐應用實施的過程，包括明確試驗目的，制定可行試驗方案，結(jié)合專業(yè)和統(tǒng)計學的知識，做出周密完整﹑科學嚴謹?shù)恼麄€試驗過程。但試驗往往需要消耗大量人力﹑物力和財力，所以實際試驗過程中我們應該仔細分析導致試驗結(jié)果的影響因素，挑選最合適的主干部分，用最優(yōu)的方案去得到我們需要的試驗結(jié)果。而正交試驗設計可以滿足上述特點，試驗次數(shù)少，效率高，低成本。本文主要論述單指標正交試驗設計及其結(jié)果的分析。 試驗設計是離散優(yōu)化的基本方法，它從正交性，均勻性出發(fā)，利用拉丁方，正交表等作為工具來設計試驗方案，實施廣義試驗，直接尋求最優(yōu)點。試驗設計作為一門相對獨立的學科，既是應用數(shù)學的一個新分支，也是試驗優(yōu)化的一個重要部分。20世紀20年代，解決了長期未能解決的試驗條件的不均勻問題，提出了方差分析，創(chuàng)立了試驗設計（design of experiments）。在試驗設計的發(fā)展道路上，F(xiàn)isher創(chuàng)立的傳統(tǒng)試驗設計是第一個里程碑。正交表的構(gòu)造和開發(fā)是第二個里程碑，日本田口式正交表試驗設計法是突出的代表，而我國研創(chuàng)的正交試驗法同日本田口式正交試驗設計法相比，指導理論正確合理，程序簡單，優(yōu)化效率高，教育推廣和普及更便利，從而使多因素優(yōu)化從歐美式的艱辛探索方法中跳出，演化成簡單易行，行之有效的工作。我國的一些學者自20世紀50年代就開始研究試驗優(yōu)化，在理論研究，設計方法與應用技巧方面都有創(chuàng)新，構(gòu)造了許多新的正交表，提出了“小表多排因素，分批走著瞧，在有苗頭處著重加密，在過稀處適當加密”的正交優(yōu)化基本原理和方法，22提出了“直接看可靠又冒尖，算一算有效待檢驗”等行之有效的數(shù)據(jù)分析方法，提出了直接性和穩(wěn)健性擇優(yōu)相結(jié)合的方法，提出了參數(shù)設計中多種減少外表設計試驗點的新方法，還構(gòu)造了系列的均勻設計表，創(chuàng)建了均勻設計法，這就形成了一套中國特色的試驗設計法。我國對試驗優(yōu)化的發(fā)展和推廣應用也做出了顯著的貢獻。尤其是20世紀70年代以來，試驗優(yōu)化的實際應用越來越廣，取得了非常可喜的成果。國內(nèi)正交法的應用已有超過一萬個自變量的例子。據(jù)粗略估計，僅正交試驗設計的應用成果目前已超過十萬項，經(jīng)濟效益在50億元以上。但是與與開展這一工作最發(fā)達的國家相比，與我國應達到的應用規(guī)模相比，還有較大的差距。試驗設計的現(xiàn)代發(fā)展——穩(wěn)健設計實際應用在我國才剛剛開始。因此，大力推廣應用試驗設計技術(shù)，對于促進我國科研、生產(chǎn)和管理等各項事業(yè)迅速而健康的發(fā)展，不僅具有普遍的實際意義，也具有一定的迫切性。 本文主要內(nèi)容 正交試驗設計是研究多因素多水平的又一種設計方法，它是根據(jù)正交性從全面試驗中挑選出部分有代表性的點進行試驗，這些有代表性的點具備了“均勻分散，齊整可比”的特點，是一種高效率、快速、經(jīng)濟的實驗設計方法。設計簡單的2水平多因素正交表，資料中有的可以直接借用，沒有的可以根據(jù)正交表設計原理自己構(gòu)造。 然后進行表頭設計，根據(jù)制表編制試驗方案，嚴格按照試驗方案進行試驗。最后編寫簡單的MALTAB程序?qū)φ槐磉M行數(shù)據(jù)處理。 實驗數(shù)據(jù)的綜合分析和統(tǒng)計分析。1）綜合分析：? 每因素的最優(yōu)水平及各因素的最優(yōu)組合。? 各因素對目標函數(shù)影響的大小順序。? 最優(yōu)水平組合條件下目標函數(shù)估計值。2）統(tǒng)計分析：? 因素效應值 ? 試驗誤差? 各因素對目標函數(shù)影響是否顯著，利用實驗值估計出的目標函數(shù)值的可靠性和估計給定水平組合條件下的目標函數(shù)的大概取值范圍。 正交試驗設計是實現(xiàn)特征選擇的一種簡單又快捷的方法。本文對正交試驗設計的基本原理、方法和步驟以及數(shù)據(jù)的處理進行簡單的分析與研究，并在實踐中解決實際問題。 2 正交實驗設計的原理 正交法常用概念 正交試驗設計法，它以概率論數(shù)理統(tǒng)計，專業(yè)技術(shù)知識和實踐經(jīng)驗為基礎，充分利用標準化的正交表來安排試驗方案。并對結(jié)果進行分析，來減少實驗次數(shù)，縮短試驗周期。若一個實驗設計滿足如下兩條： ?每因素的各水平在總實驗中出現(xiàn)的次數(shù)相同； ?每兩個因素的各水平組合在總實驗中出現(xiàn)的次數(shù)也相同。則稱該設計為正交設計。通常上述條件? ?稱為均衡搭配原則。正交法常用的概念： 1）指標。.正交設計中，根據(jù)試驗目的而選定來考察或衡量試驗結(jié)果好壞的特性值。指標和試驗目的是相對應的。例如，試驗目的是提高情感識別率，則識別率就是試驗要考查的指標。 2）因素。是實驗中考查對試驗指標可能有影響的原因或要素。通常用大寫字母A,B,C等來表示。一個大寫字母代表一個因素。還需要指出的是，試驗設計中，因素與試驗指標的關(guān)系雖然類似數(shù)學中的自變量與因變量之間的關(guān)系，但并非確定的函數(shù)關(guān)系，而是相關(guān)關(guān)系。因此，試驗指標的處理必須運用數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法。 3）水平。試驗中選定的因素所處的狀態(tài)和條件的不同可能引起試驗指標的變化，因素的這些狀態(tài)和條件稱為水平。