【正文】 安徽建筑大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 專 業(yè) 通信工程 課 題 基于 MATLAB 的語(yǔ)音信號(hào)的分析與處理 基于正交試驗(yàn)的特征選擇方法的研究與實(shí)現(xiàn) 20xx 年 6 月 1 日I 摘要 如何從較多的語(yǔ)音情感特征因素中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化是情感識(shí)別過(guò)程中的重要環(huán)節(jié) 。 而 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 就 是研究 多因素多水平 一種設(shè)計(jì)方法，它是根據(jù)從全面實(shí)驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 。 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)又稱正交設(shè)計(jì)或多因素優(yōu)選設(shè)計(jì)，是一種合理安排、 科學(xué)分析各實(shí)驗(yàn)因 素的一種有效的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。它是在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，借助一種規(guī)格化的 “ 正交表 ” ， 從眾多的實(shí)驗(yàn)條件中確定出若干個(gè)代表性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)條件， 科學(xué)地安排實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合比較，統(tǒng)計(jì)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(shí)驗(yàn)方案的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。 本文介紹分析了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思想原理，和對(duì)數(shù)據(jù)的分析方法。然后對(duì)提取的 15個(gè)語(yǔ)音情感特征 因素進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用，即利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)找出最優(yōu)組合，提高情感識(shí)別的識(shí)別率。 關(guān)鍵字：正交試驗(yàn) 。正交表 。因素 。交互作用 。最優(yōu)組合 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract How 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 目錄 摘要 .................................................. I Abstract ............................................. II 1 緒論 ................................................ 1 引言 .........................................................................................1 正交設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀 ................................................................1 本文主要內(nèi)容 ..........................................................................2 2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理 ................................... 3 正交法常用概念 ......................................................................3 正交法 ......................................................................................3 3正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟 .................................... 9 確定試驗(yàn)指標(biāo) ........................................................................ 9 確定試驗(yàn)因素并選取適當(dāng)?shù)乃? ............................................9 選用正交表 ............................................................................ 10 表頭設(shè)計(jì) ................................................................................ 10 編制試驗(yàn)方案 ........................................................................ 11 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 ........................................ 12 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析 ............................................................. 12 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 ............................................................. 13 5基于正交試驗(yàn)的特征選擇 ............................... 19 問(wèn)題分析 ................................................................................ 19 無(wú)交互作用處理 ..................................................................... 19 參 考文獻(xiàn) ............................................. 24 致謝 ................................................. 25 附錄一 數(shù)據(jù)處理程序 .................................. 26 1 基于 MATLAB的語(yǔ)音信號(hào)的分析與處理 基于正交試驗(yàn)的特征選擇方法的研究與實(shí)現(xiàn) 電子與信息工程學(xué)院 通信工程專業(yè) 20xx 級(jí) 2 班 邵偉 指導(dǎo)教師 王坤俠 1 緒論 引言 如今，科學(xué)的快速進(jìn)步帶來(lái)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(xué)家 經(jīng)過(guò)多次成功與失敗的試驗(yàn)總結(jié)完善而成的。試驗(yàn)設(shè)計(jì)融會(huì)于各種學(xué)科領(lǐng)域，并非只存在于工學(xué)；它是一個(gè)理論到實(shí)踐應(yīng)用實(shí)施的過(guò)程，包括明確試驗(yàn)?zāi)康?，制定可行試?yàn)方案，結(jié)合專業(yè)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識(shí)，做出周密完整﹑科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼麄€(gè)試驗(yàn)過(guò)程。但試驗(yàn)往往需要消耗大量人力﹑物力和財(cái)力，所以實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中我們應(yīng)該仔細(xì)分析導(dǎo)致試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果。而正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)可以滿足上述特點(diǎn)，試驗(yàn)次數(shù)少，效率高，低成本。本文主要論述單指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其結(jié)果的分析。 正交設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀 試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，實(shí)施廣義試驗(yàn)，直接尋求最優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)作為一門相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科，既是應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)新分支，也是試驗(yàn)優(yōu)化的一個(gè)重要部分。 20世紀(jì) 20年代，英國(guó)學(xué)者 運(yùn)用均衡排列的拉丁方，解決了長(zhǎng)期未能解決的試驗(yàn)條件的不均勻問(wèn)題，提出了方差分析，創(chuàng)立了試驗(yàn)設(shè)計(jì)（ design of experiments）。在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的發(fā)展道路上， Fisher 創(chuàng)立的傳統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)是第一個(gè)里程碑。正交表的構(gòu)造和開發(fā)是第二個(gè)里程碑， 日本田口式正交表試驗(yàn)設(shè)計(jì)法是突出的代表，而我國(guó)研創(chuàng)的正交試驗(yàn)法同日本田口式正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法相比，指導(dǎo)理論正確合理，程序簡(jiǎn)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(jiǎn)單易行，行之有效的工作。我國(guó)的一些學(xué)者自 20世紀(jì) 50年代就開始研究試驗(yàn)優(yōu)化，在理論研究，設(shè)計(jì)方法與應(yīng)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(guò)稀處適當(dāng)加密”的正交優(yōu)化基本原理和方法，安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 提出了“直接看可靠又冒尖，算一算有效待檢驗(yàn)”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(shè)計(jì)中多種減少外表設(shè)計(jì)試驗(yàn)點(diǎn)的新方法，還構(gòu)造了系列的均勻設(shè)計(jì)表，創(chuàng)建了均勻設(shè)計(jì)法，這就形成了一套中國(guó)特色的試驗(yàn)設(shè)計(jì)法。我國(guó)對(duì)試驗(yàn)優(yōu)化的發(fā)展和推廣應(yīng)用也做出了顯著的貢獻(xiàn)。尤其是 20世紀(jì) 70年代以來(lái)，試驗(yàn)優(yōu)化的實(shí)際應(yīng)用越來(lái)越廣，取得了非?？上驳某晒?。國(guó)內(nèi)正交法的應(yīng)用已有超過(guò)一萬(wàn)個(gè)自變量的例子。據(jù)粗略估計(jì)，僅正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的應(yīng)用成果目前已超過(guò)十萬(wàn)項(xiàng)，經(jīng)濟(jì)效益在 50億元以上。但是與與開展這一工作最發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，與我國(guó)應(yīng)達(dá)到的應(yīng)用規(guī)模相比，還有較大的差距。試驗(yàn) 設(shè)計(jì)的現(xiàn)代發(fā)展 —— 穩(wěn)健設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用在我國(guó)才剛剛開始。因此，大力推廣應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)科研、生產(chǎn)和管理等各項(xiàng)事業(yè)迅速而健康的發(fā)展，不僅具有普遍的實(shí)際意義，也具有一定的迫切性。 本文主要內(nèi)容 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 是研究多因素多水平的又一種設(shè)計(jì)方法，它是根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些有代表性的點(diǎn)具備了“均勻分散，齊整可比”的特點(diǎn)，是一種高效率、快速、 經(jīng)濟(jì) 的 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 方法。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的 2水平多因素正交表，資料中有的可以直接借用，沒(méi)有的可以根據(jù)正交表設(shè)計(jì)原理自己構(gòu)造。 然后進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)，根據(jù)制表編制試驗(yàn)方案，嚴(yán)格按照試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)。最后編寫簡(jiǎn)單的 MALTAB程序?qū)φ槐磉M(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析和統(tǒng)計(jì)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(duì)目標(biāo)函數(shù)影響的大小順序。 ? 最優(yōu)水平組合條件下目標(biāo)函數(shù)估計(jì)值。 2）統(tǒng)計(jì)分析： ? 因素效應(yīng)值 ? 試驗(yàn)誤差 ? 各因素對(duì)目標(biāo)函數(shù)影響是否顯著，利用實(shí)驗(yàn)值估計(jì)出的目標(biāo)函數(shù)值的可靠性和估計(jì)給定水平組合條件下的目標(biāo)函數(shù)的大概取值范圍。 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)特征選擇的一種簡(jiǎn)單又快捷的方法。本文對(duì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理、方法和步驟以及數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析與研究，并在實(shí)踐中解決實(shí)際問(wèn)題。 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理 正交法常用概念 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，它以概率論數(shù)理統(tǒng)計(jì)，專業(yè)技術(shù)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，充分利用標(biāo)準(zhǔn)化的正交表來(lái)安排試驗(yàn)方案。并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，來(lái)減少實(shí)