【正文】 Fortran 語言的編輯模式，代表了當今國際科學(xué)計算軟件的先進水平。進入 80年代后，一種新的技術(shù) :基于聚類分析的高效數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) — 矢量量化 (VQ)，被應(yīng)用到語音信號處理領(lǐng)域之中；而隨著隱馬爾可夫模型 (HMM)描述語音信號過程的產(chǎn)生， 80年代語音信號處理技術(shù)也隨之發(fā)生了重大的發(fā)展 。由于語音信號的處理有很多種類，本論文僅針對濾波處理去噪這一范圍，運用數(shù)字信號處理所學(xué)基本原理，以實現(xiàn)語音信號的處理，在 環(huán)境下綜合運用信號提取，幅頻變換以及傅里葉變換、濾波等技術(shù)來進行語音信號濾波去噪。 (2)在 Matlab 平臺上讀入語音信號 。 (6)通過仿真后的圖像以及對語音信號的回放，對比兩種去噪方式的優(yōu)缺點。,[N1 N2])， 用于讀取語音信號 ，采樣 值放在向量 y 中。 sound(x,fs,bits)該函數(shù)的作用是用于對聲音進行回放。采樣頻率 ,則是指錄音設(shè)備在一秒 鐘內(nèi)對聲音信號的采樣次數(shù) ， 采樣頻率越高 ,則聲音的還原就越真實 ， 越自然。采樣位數(shù)越多 ， 則捕捉到的信號就會越精確。在 Matlab 的信號處理工具箱中 ， 函數(shù) FFT 和 IFFT 用于快速傅立葉變換及其逆變換。若 x 為一向量， y則是 x的 FFT，且和 x 相同長度；若 x為矩陣， y則是對矩陣的每一列向量進行FFT。若向量 x 的長度大于 N，則函數(shù)會截短 x使之長度為 N。 可以將數(shù)字濾波器理解為一個算法或者程序 ，將代表輸入信號的數(shù)字時間序列 ， 轉(zhuǎn)化為代表輸出信號的數(shù)字時間序列，并在轉(zhuǎn)化過程中，使信號按預(yù)定的形式變化。若選擇性越好，則相 位非線性失真會越嚴重。宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 Matlab 相關(guān)函數(shù) [y,fs,nbits]=wavread(file)，所得采樣值放在向量 y中， fs 表示采樣頻率（ Hz）， nbits 表示采樣位數(shù)。 該格式是利用基于 FFT 的重疊相加法對數(shù)據(jù)進行濾波處理，但這種頻域濾波技術(shù)只對 FIR濾波器有效。 (3)函數(shù) filter 函數(shù) filter 的調(diào)用格式為 ： y=filter(b,a,x)。該函數(shù)是利用給出的向量 b和 a，對 x 中的數(shù)據(jù)進行濾波，結(jié)果放入向量 y。 (5)函數(shù) FFT 宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 Matlab 相關(guān)函數(shù) 且和 x相 同長度。自己錄入“畢業(yè)設(shè)計聲音文件”語音信號，然后保存在 MATLAB 的work 文件夾里面，命名為“ ” 。采集數(shù)據(jù)并畫出波形圖。 函數(shù)的一種調(diào)用格式： y=fft(x)。 若序列 x 的 長度是 2的冪次方， 則 函數(shù) fft 執(zhí)行高速基 － 2fft 算法；否 則fft 將 執(zhí)行一種混合基的離散傅立葉變換算法，計算速度 會 較慢。若 x為向量 ,且長度小于 N，則函 數(shù)會 將 x補零至長度 N。Matlab 提供求復(fù)數(shù)的幅值和相位函數(shù)： abs， angle， 這些函數(shù)一般和 fft 同時使用。 宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 去噪和仿真的研究 ’)。 angX=angle(X)。原始信號波形 39。 title(39。原始信號幅值 39。title(39。 9 加噪語 音信號頻譜分析及仿真 下面將介紹在 Matlab 平臺上如何實現(xiàn)在一段原始語音信號加入一個隨機噪聲信號。如果 n不是個數(shù)量， 則 將返回錯誤信息。 利用下面的一段程序 ,將實現(xiàn)用 randn函數(shù)把一段隨機噪音信號加入原始語音信號的信號處理功能： [y,fs,bits]=wavread(39。 f=fs*(0:n/21)/n。原始語音信號采樣后的時域波形 39。) ylabel(39。 title(39。頻率 Hz39。)。 y_zp=fft(y_z,n)。 plot(y_z)。 xlabel(39。) subplot(2,1,2)。)。 ylabel(39。 圖 3 原始信號時域波形和頻譜 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 051 0 . 500 . 51原始語音信號采樣后的時域波形時間軸幅值A(chǔ)0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 04050010001500原始語音信號采樣后的頻譜圖頻率 Hz頻率幅值宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 去噪和仿真的研究 用自己設(shè)計的 FIR 數(shù)字低通濾波器對加噪的語音信號進行濾波時， 在 Matlab中， FIR 濾波器利用函數(shù) fft 對信號進行濾波。 用設(shè)計好的 FIR 數(shù)字低通濾波器對加噪語音信號的濾波程序： [y,fs,bits]=wavread(39。 宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 去噪和仿真的研究 title(39。時間軸 39。 plot(f,abs(y_p(1:n/2)))。 xlabel(39。頻率幅值 39。 sound(y_z,fs) n=length(y)。plot(y_z)。 xlabel(39。) subplot(2,1,2)。)。 ylabel(39。 Fp=1000。 rp=1。 fpts=[wp ws]。 [n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev)。 title(39。 X=fft(x,n)。 title(39。plot(f,abs(X(1:n/2)))。 subplot(2,2,3)。) subplot(2,2,4)。) sound(x,fs,bits) 而后得到圖像如圖 5所示 : 圖 5 FIR濾波效果圖 宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 去噪和仿真的研究 濾波后信號的頻譜圖也在5000Hz 以后開始逐漸接近原始語音信號的頻譜圖。 Fp=1000。 fp=2*Ft*tan(wp/2)。 %求低通濾波器的階數(shù)和截止頻率 [b11,a11]=butter(n11,wn11,39。 %雙線性變換實現(xiàn) S 域到 Z 域的變換 [h,w]=freqz(num11,den11)。)。)。 %傅里葉變換 z11=filter(num11,den11,s)。 宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 去噪和仿真的研究 title(39。 subplot(2,2,2)。 title(39。 subplot(2,2,3)。)。 title(39。 宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 去噪和仿真的研究 (1)由于 IIR 數(shù)字濾波器的相位特性不好控制，所以當對相位要求較高時 ,需加相位校準網(wǎng)絡(luò)。 (4)與 FIR 濾波器 的設(shè)計方法不同， IIR 濾波器設(shè)計時的階數(shù)是根據(jù)設(shè)計者輸入的各個濾波器參數(shù)（截止頻率、通帶濾紋、阻帶衰減等），由軟件設(shè)計出滿足這些參數(shù)的最低濾波器階數(shù)，不是由設(shè)計者指定。這是很好的性質(zhì)。為實現(xiàn)語音信號的基本處理的功能 ， 作者采用一系列 語音 分析和處理技術(shù)，經(jīng)過測試、運行， 程序 比較圓滿的完成了對語音信號的讀取與打開 ， 較好的完成了對語音信號的頻譜分析。從含噪語音信號的頻譜圖中可以看出含噪聲的語音信號頻譜在整個頻域范圍內(nèi)分是布均勻。 本設(shè)計 所使用的函數(shù)如 wavread， fft， sound等基本 都是 Matlab中自帶的庫函數(shù)，因而 具有 操作界面簡練 ， 處理速度較快 ， 占用內(nèi)存空間比較 小等特點。 另外， 由于程序編寫簡單，操作界面較小，對較大物理內(nèi)存的語音信號文件 也 不能進行處理 。2528 [3] 蘇玉萍 ,鄭瓊瓊 ,余冬菊 .基于 MATLAB的 FIR濾波器設(shè)計 [J].中國科技信息 .2020(08):1415 [4] 沈捷 ,王莉 .基于 MATLAB的圖形交互式數(shù)字信號處理教學(xué)實驗系統(tǒng) [J].電腦開發(fā)與應(yīng)用 .2020(09):68 69. [5] 陳巍 ,相廣進 .基于 MATLAB的數(shù)字信號處理教學(xué)實驗的開發(fā) [J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊 .2020(22):3032 [6] 付青青 ,吳愛平 .基于 Matlab的語音信號自相關(guān)基音檢測 [J].長江大學(xué)學(xué)報 (自科版 ).2020(10):5859 [7] 張文 ,蔣猛 ,陳智 .基于 MATLAB的語音信號濾波設(shè)計與實現(xiàn) [J].山西電子技術(shù) .2020(02)。 同時，也 感謝我的 輔導(dǎo)員鄭偉 老師，謝謝他在這四年中為我們?nèi)嗨龅囊磺?，他不求回報，無私奉獻的精神很讓我感動， 也是我做人的榜樣， 向 他 表示由衷的 謝意 。