【正文】 圖 5 3 輸入信號 為串口接收的數(shù)據(jù)界面 基于 Matlab 的聲信號采集與譜分析設計 作者： 尹青山 第 22 頁 共 22 頁 圖 5 4 輸入信號為 mat文件已存 的數(shù)據(jù) 基于 Matlab 的聲信號采集與譜分析設計 作者： 尹青山 第 23 頁 共 22 頁 參 考 文 獻 [1]胡航．語音信號處理【 M】．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2021 [2]樊昌信．通信原理【 M】北京：國防工業(yè)出版社， 2021 [3]張旭東 ,陸明泉 .離散隨機信號處理 [M].北京 :清華大學出版社 ,~38 [4]宋 寧 ,關華 .經(jīng)典功率譜估計及其仿真 [M].現(xiàn)代電子技術 ,2021,~26 [5]楊述斌， 數(shù)字信號處理實踐教程 .武漢：華中科技大學出版社， 2021 [6]維納 . .數(shù)字信號處理（ MATLAB 版） [M].西安 :西安交通大學出版社 .2021 [7]皇甫堪，陳建文，樓生強 .現(xiàn)代信號數(shù)字處理 [M].北京 :電子工業(yè)出版社，~225 [8]金連文 ,韋崗 .數(shù)字信號處理簡明教 [M].北京 :清華大學出版社 ,~123 [9]朱學芳，徐建平．計算機語音信號處理與語音識別系統(tǒng) [J]．南京郵電學院學報， 1998，18(5— 6)： 113— 11 [10]周淵，王炳和，劉斌勝．基于 MATLAB 的噪聲信號采集和分析系統(tǒng)的設計【 J】．噪聲控制． 2021(7)： 5254． [11]John Digital Spectrum Analysis of Periodic Signals[J].Audio and Electroacoust,~102 [12]張志涌，精通 MATLAB 北京航空航天大學出版社， 2021 [13]丁玉美．高西全．數(shù)字信號處理【 M】．西安電子科技大學出版社， 2021 [14]張威． MATLAB基礎與編程入門【 M】．西安電子科技大學出版社， 2021 [15]林福宗．多媒體技術基礎【 M】．北京：清華大學出版社， 2021． [16]張志涌，精通 MATLAB 北京航空航天大學出版社， 2021 [17]韋曉東，等．應用倒譜特征的帶噪語音端點檢測方法 [J]．上海交通大學學報， 2021，34(2)： 185— 188. [18]任玉杰 .數(shù)值分析及其 MATLAB實現(xiàn)多媒體教學軟件 [M].北京 :高等教育出版社 ,~75 [19]吳仁彪 .現(xiàn)代信號譜分析 [M].電子工業(yè)出版社 ,~78 [20]張明照 .應用 MATLAB實現(xiàn)信號分析和處理 [M].北京 :科學出版社 ,~187 端面泵浦方式對光纖激光器斜率效率的影響 作者： 尹青山 第 24 頁 共 22 頁 致謝 本文論文的主要內容寫作 始終都是在導師 王麗麗、陳慶鵬 老師的悉心指導下完成的。 打開文件的 同時 首先在坐標軸中會顯示原始信號波形。這個 M 文件可以分為 GUI 初始化和回調函數(shù)兩個部分，用戶控件的回調函數(shù)根據(jù)用戶與 GUI 的具體交互方式分別調用。圖形用戶界面 GUI 是包含圖形對象（如圖形窗口、菜單、控件、文本）的用戶界面，用戶以某種方式選擇或者激活這些對象會發(fā)生變化或引起動作。在一個語音段的 語譜 圖中，有沒有橫扛出現(xiàn)是判斷它是否是濁音的重要標志 。因而可以利用 聲紋 鑒別不問的講話人 。 語譜 圖中顯示了大量的與語音的語句特性有關的信息，它綜合 了 頻譜圖和時域波形的特點，明顯地顯示 出 語音 頻譜 隨時間的變化情況，或者說是一種動態(tài)的頻譜； 記錄 這種 頻譜 的儀器就是語譜儀 [16]。 語音信號的語譜圖 語音的時域分析和頻域分析是語音分析的兩種重要方法。為了完成實時運算可以采用先進的數(shù)字信號處理芯片、陣列處理芯片或專用 FFT 芯片。 與離散傅里葉變換和連續(xù)博里葉變換的關系一 樣，如令角頻率 w=2πk／N，則得離散的短時博里 葉 變換 (DFT)．它實際上是 ()jwnXe 在頻域的取樣，如下所示： 22 10( ) ( ) ( ) ( 0 1 )k k mNjjNNn n nmX e X k x m e k N??? ??? ? ? ? ?? (411) 在語音信號數(shù)字處理中，都 是采用 ()nxm的離散博里葉變換 (DFT) ()nXk來替代 ()jwnXe 并且可以用高效的快速傅里葉變換 (FFT)算法完成由 ()nxm至 ()nXk的轉換。當 n 取固定值時， w(nm)的傅里 葉 變換為： ( ) ( )jw n jw n jwm w n m e e W e? ? ? ?? ? ? ? ? ?? (48) 根據(jù)卷積定理， 有： ( ) ( ) ( )jw jw jwn jwnX e X e e W e????? ? ??? (49) 因為上式右邊兩個卷積項均為關于角頻率 w 的以 2π為周期的連續(xù)函數(shù)，所以也可將其寫成以下的卷積積分形式： ()1( ) ( ) ( )2j w j j n j wnX e W e e X e d? ? ? ?? ?? ? ? ? ???? ? ? ?? ? （ 410） 即，假設 x(m)的 DTFT 是 ()jwXe ，且 ()wm 的 DTFT 是 ()jwWe ，那么 ()jwnXe 是()jwXe 和 ()jwWe 的的周期卷積。本文 介紹的是語音信號的傅里葉分析法 。當然，這種高低僅是相對而言，并沒方精確的數(shù)值關系。 對于連續(xù)語音信號，過零即意味著時域波形通過時間軸；而對于離散信號，如果相鄰的取樣值改變符號則稱為過零。在計 算這些參數(shù)時使用的一 般是方 窗 或漢明 窗 。進行語音分析時，最先接觸到并且也是最直觀的是它的時域波形。Blip39。量化電平按級數(shù)變化，實際的振動值是連續(xù)的物理量。 基于 Matlab 的聲信號采集與譜分析設計 作者： 尹青山 第 9 頁 共 22 頁 圖 3 4抽樣后的信號 對上述信號進行 1/80 采樣頻率抽取，即采樣頻率變?yōu)閷⒔?500Hz 時，由于采樣頻率比較小，所以采樣點數(shù)就稀疏 ，所得離散信號就越 偏離 于原信號 ，頻譜也發(fā)生了混疊 [7]。 ② 抑制 50Hz的電源工頻干擾。根據(jù)不同的要求可以用 IIR 系統(tǒng)函數(shù)，也可以用 FIR 系統(tǒng)函數(shù)去逼近。 如果 x 長度是 2 的冪次方，函數(shù) fft 執(zhí)行高速基－ 2FFT 算法 ， 否則 fft 執(zhí)行一種混合基的離散傅立葉變換算 法，計算速度較慢。用于讀取語音，采樣值放在向量 y 中， fs 表示采樣頻率 (Hz)， bits 表示采樣位數(shù)。無論采樣頻率如何，理論上來說采樣的位數(shù)決定了音頻數(shù)據(jù)最大的力度范圍。 基于 Matlab 的聲信號采集與譜分析設計 作者： 尹青山 第 4 頁 共 22 頁 第 2章 譜分析在 MATLAB 中的實現(xiàn) 論證 設計理論依據(jù) 采樣定理 在進行模擬 /數(shù)字信號的轉換過程中，當采樣頻率 大于信號中，最高頻率 fmax 的 2 倍時，即： =2fmax,則采樣之后的數(shù)字信號完整地保留了原始信號中的信息，一般實際應用中保證采樣頻率為信號最高頻率的 5～ 10倍；采樣定理又稱奈奎斯特定理 [2]。并對其進行 FFT 頻譜分析，比較加噪前后語音信號的波形及頻譜，對所得結果進行分析，闡明原因，得出結論。在有限樣本長度下，僅僅由此類信號的 FFT 頻譜很難識別其頻率構成，也不能確定其各頻率的參數(shù)。因此對譜分析方法的研究，受到人們的普遍注意和重視，是當前信號處理技術中一個十分活躍的課題。matlab。 學 士 學 位 論 文 基于 Matlab 的聲信號采集 與譜分析設計 姓 名： 尹青山 學 號： 202105230365 指導教師： 王麗麗 、 陳慶鵬 院系 (部所 )： 光電工程學院 專 業(yè)： 電子信息工程 完成日期： 2021 年 05 月 15日 學校代碼： 10904 摘 要 聲音信號處理是研究用數(shù)字信號處理技術和聲音 學知識對語音信號進行處理的新興的學科，是目前發(fā)展最為迅速的信息科學研究領域的核心技術之一。fourier thansform 目 錄 第 1 章 緒論 ................................................................................................................... 1 引言 .............................................................................................................. 1 本設計的主要任務 ...................................................................................... 2 第 2 章 譜分析在 MATLAB 中的實現(xiàn)論證 ................................................................ 4 設計理論依據(jù) .............................................................................................. 4 語音信號的分析及處理方法 ...................................................................... 5 第 3 章 語音信號的采集 ...............................................