【正文】 Fortran 語言的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。進(jìn)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(hào)處理領(lǐng)域之中；而隨著隱馬爾可夫模型 (HMM)描述語音信號(hào)過程的產(chǎn)生， 80年代語音信號(hào)處理技術(shù)也隨之發(fā)生了重大的發(fā)展 。由于語音信號(hào)的處理有很多種類，本論文僅針對(duì)濾波處理去噪這一范圍，運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理所學(xué)基本原理，以實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)的處理，在 環(huán)境下綜合運(yùn)用信號(hào)提取，幅頻變換以及傅里葉變換、濾波等技術(shù)來進(jìn)行語音信號(hào)濾波去噪。 (2)在 Matlab 平臺(tái)上讀入語音信號(hào) 。 (6)通過仿真后的圖像以及對(duì)語音信號(hào)的回放，對(duì)比兩種去噪方式的優(yōu)缺點(diǎn)。,[N1 N2])， 用于讀取語音信號(hào) ，采樣 值放在向量 y 中。 sound(x,fs,bits)該函數(shù)的作用是用于對(duì)聲音進(jìn)行回放。采樣頻率 ,則是指錄音設(shè)備在一秒 鐘內(nèi)對(duì)聲音信號(hào)的采樣次數(shù) ， 采樣頻率越高 ,則聲音的還原就越真實(shí) ， 越自然。采樣位數(shù)越多 ， 則捕捉到的信號(hào)就會(huì)越精確。在 Matlab 的信號(hào)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(duì)矩陣的每一列向量進(jìn)行FFT。若向量 x 的長度大于 N，則函數(shù)會(huì)截短 x使之長度為 N。 可以將數(shù)字濾波器理解為一個(gè)算法或者程序 ，將代表輸入信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列 ， 轉(zhuǎn)化為代表輸出信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列，并在轉(zhuǎn)化過程中，使信號(hào)按預(yù)定的形式變化。若選擇性越好，則相 位非線性失真會(huì)越嚴(yán)重。宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，但這種頻域?yàn)V波技術(shù)只對(duì) 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(duì) x 中的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jì) Matlab 相關(guān)函數(shù) 且和 x相 同長度。自己錄入“畢業(yè)設(shè)計(jì)聲音文件”語音信號(hào)，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(jì)算速度 會(huì) 較慢。若 x為向量 ,且長度小于 N，則函 數(shù)會(huì) 將 x補(bǔ)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(shí)使用。 宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 去噪和仿真的研究 ’)。 angX=angle(X)。原始信號(hào)波形 39。 title(39。原始信號(hào)幅值 39。title(39。 9 加噪語 音信號(hào)頻譜分析及仿真 下面將介紹在 Matlab 平臺(tái)上如何實(shí)現(xiàn)在一段原始語音信號(hào)加入一個(gè)隨機(jī)噪聲信號(hào)。如果 n不是個(gè)數(shù)量， 則 將返回錯(cuò)誤信息。 利用下面的一段程序 ,將實(shí)現(xiàn)用 randn函數(shù)把一段隨機(jī)噪音信號(hào)加入原始語音信號(hào)的信號(hào)處理功能： [y,fs,bits]=wavread(39。 f=fs*(0:n/21)/n。原始語音信號(hào)采樣后的時(shí)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(hào)時(shí)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(hào)采樣后的時(shí)域波形時(shí)間軸幅值A(chǔ)0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 04050010001500原始語音信號(hào)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(jì) 去噪和仿真的研究 用自己設(shè)計(jì)的 FIR 數(shù)字低通濾波器對(duì)加噪的語音信號(hào)進(jìn)行濾波時(shí)， 在 Matlab中， FIR 濾波器利用函數(shù) fft 對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。 用設(shè)計(jì)好的 FIR 數(shù)字低通濾波器對(duì)加噪語音信號(hào)的濾波程序： [y,fs,bits]=wavread(39。 宿州學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 去噪和仿真的研究 title(39。時(shí)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(jì) 去噪和仿真的研究 濾波后信號(hào)的頻譜圖也在5000Hz 以后開始逐漸接近原始語音信號(hào)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(shí)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(jì) 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(jì) 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(dāng)對(duì)相位要求較高時(shí) ,需加相位校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。 (4)與 FIR 濾波器 的設(shè)計(jì)方法不同， IIR 濾波器設(shè)計(jì)時(shí)的階數(shù)是根據(jù)設(shè)計(jì)者輸入的各個(gè)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(jì)出滿足這些參數(shù)的最低濾波器階數(shù)，不是由設(shè)計(jì)者指定。這是很好的性質(zhì)。為實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)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(yùn)行， 程序 比較圓滿的完成了對(duì)語音信號(hào)的讀取與打開 ， 較好的完成了對(duì)語音信號(hào)的頻譜分析。從含噪語音信號(hào)的頻譜圖中可以看出含噪聲的語音信號(hào)頻譜在整個(gè)頻域范圍內(nèi)分是布均勻。 本設(shè)計(jì) 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(diǎn)。 另外， 由于程序編寫簡單，操作界面較小，對(duì)較大物理內(nèi)存的語音信號(hào)文件 也 不能進(jìn)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(jì) [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(hào)處理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) [J].電腦開發(fā)與應(yīng)用 .2020(09):68 69. [5] 陳巍 ,相廣進(jìn) .基于 MATLAB的數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)實(shí)驗(yàn)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(hào)自相關(guān)基音檢測 [J].長江大學(xué)學(xué)報(bào) (自科版 ).2020(10):5859 [7] 張文 ,蔣猛 ,陳智 .基于 MATLAB的語音信號(hào)濾波設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].山西電子技術(shù) .2020(02)。 同時(shí)，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?bào)，無私奉獻(xiàn)的精神很讓我感動(dòng)， 也是我做人的榜樣， 向 他 表示由衷的 謝意 。