【正文】 羅老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、孜孜不倦的敬業(yè)精神、為人師表的高尚風(fēng)范、寬廣坦蕩的胸懷、極大地激勵(lì)著我不斷求知和探索，并將對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。由于整個(gè)操作過程存在多個(gè)分步驟，并且每個(gè)步驟的聯(lián)系不是很緊密，所以每個(gè)步驟中的運(yùn)行速度很快。但由于知識(shí)能力有限，當(dāng)中也存在相當(dāng)?shù)牟蛔?，特別體現(xiàn)在濾波與界面設(shè)計(jì)這一塊。5 總結(jié)本文對(duì)語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的介紹，采用一系列圖像分析和處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音信號(hào)的基本處理的功能，經(jīng)過測(cè)試運(yùn)行，本設(shè)計(jì)圓滿的完成了對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的讀取與打開；較好的完成了對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分析，通過fft變換，得出了語(yǔ)音信號(hào)的頻譜圖；在濾波這一塊，課題主要是從數(shù)字濾波器入手來設(shè)計(jì)濾波器，基本實(shí)現(xiàn)了濾波，完成了各種濾波器的濾波效果比較，與課題的要求十分相符。帶阻濾波后，聲音比較接近原來的聲音。)。title(39。)。plot(f,abs(y1(1:1024)))。)。fs=8000。)。)。39。subplot(224)。 title(39。angX=angle(X)。下面的一段程序是語(yǔ)音信號(hào)在MATLAB中的最簡(jiǎn)單表現(xiàn)，它實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音的讀入打開，以及繪出了語(yǔ)音信號(hào)的波形頻譜圖。)。ms20=fs/50q=(ms1:ms20)/fs。 %畫頻譜圖ylabel(39。Y=fft(x,hamming(length(x)))。波形圖39。 語(yǔ)音信號(hào)的傅里葉變換倒譜分析是指信號(hào)短時(shí)振幅譜的對(duì)數(shù)進(jìn)行傅里葉反變換。 語(yǔ)音信號(hào)的頻率調(diào)整 在設(shè)計(jì)中，可以將語(yǔ)音信號(hào)的采樣頻率提高或降低，來實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的調(diào)整，得到理想的語(yǔ)音信號(hào)。Time(s)39。ms30=floor(fs*)。 Enter WAV filename:39。MATLAB為GUI設(shè)計(jì)一共準(zhǔn)備了4種模板，分別是Blank GUI(默認(rèn)) 、GUI with Uicontrols(帶控件對(duì)象的GUI模板) 、GUI with Axes and Menu(帶坐標(biāo)軸與菜單的GUI模板)與Modal Question Dialog(帶模式問話對(duì)話框的GUI模板)。② 提取音源信息：提取基音特征，以此作為描述音韻特征的輔助參數(shù)而應(yīng)用于語(yǔ)音識(shí)別。FFT即為快速傅氏變換，是離散傅氏變換的快速算法，它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實(shí)等特性，對(duì)離散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的。整體來看，IIR濾波器達(dá)到同樣效果階數(shù)少，延遲小，但是有穩(wěn)定性問題，非線性相位；FIR濾波器沒有穩(wěn)定性問題，線性相位，但階數(shù)多，延遲大。 IIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)也有四種： 直接I型；直接II型—典范型；級(jí)聯(lián)型；并聯(lián)型。系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)在有限個(gè)n值處不為零。 時(shí)域信號(hào)的FFT分析FFT即為快速傅氏變換，是離散傅氏變換的快速算法，它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實(shí)等特性，對(duì)離散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的。每增加一個(gè)采樣位數(shù)相當(dāng)于力度范圍增加了6dB。[N1 N2]表示讀取從N1點(diǎn)到N2點(diǎn)的值（若只有一個(gè)N的點(diǎn)則表示讀取前N點(diǎn)的采樣值）。串/并去除循環(huán)前綴定時(shí)和頻率同步RF RXADC解碼解交織信道正交數(shù)字解調(diào)并串變換RF TX加入循環(huán)前綴并/串DAC編碼交織插入倒頻數(shù)字調(diào)制串并變換IFFTFFT 系統(tǒng)收發(fā)機(jī)的典型框圖接收端進(jìn)行發(fā)送相反的操作，將射頻（RF，Radio Frequency）信號(hào)與基帶信號(hào)進(jìn)行混頻處理，并用FFT變換分解頻域信號(hào)。以上是本系統(tǒng)的工作流程，本文將從語(yǔ)音信號(hào)的采集開始做詳細(xì)介紹。聲道系統(tǒng)的頻率響應(yīng)及激勵(lì)源都是隨時(shí)間變化的，因此一般標(biāo)準(zhǔn)的傅立葉表示雖然適用于周期及平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的表示，但不能直接用于語(yǔ)音信號(hào)。語(yǔ)音信號(hào)分析可以分為時(shí)域和變換域等處理方法，其中時(shí)域分析是最簡(jiǎn)單的方法，直接對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形進(jìn)行分析，提取的特征參數(shù)主要有語(yǔ)音的短時(shí)能量，短時(shí)平均過零率，短時(shí)自相關(guān)函數(shù)等。在實(shí)際工作中，我們可以利用windows自帶的錄音機(jī)錄制語(yǔ)音文件，聲卡可以完成語(yǔ)音波形的A/D轉(zhuǎn)換，獲得WAVE文件，為后續(xù)的處理儲(chǔ)備原材料。這樣，預(yù)濾波器必須是一個(gè)帶通濾波器，設(shè)其上、下截止顏率分別是fH和fL，則對(duì)于絕大多數(shù)語(yǔ)音編譯碼器，fH=3400Hz、fL＝60~100Hz、采樣率為fs＝8kHz；而對(duì)丁語(yǔ)音識(shí)別而言，當(dāng)用于電話用戶時(shí)，指標(biāo)與語(yǔ)音編譯碼器相同。通過對(duì)大量語(yǔ)音信號(hào)的觀察和分析發(fā)現(xiàn)，語(yǔ)音信號(hào)主要有下面兩個(gè)特點(diǎn)：(1)在頻域內(nèi)，語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分量主要集中在300～3400Hz的范圍內(nèi)。本論文針對(duì)以上問題，運(yùn)用數(shù)字信號(hào)學(xué)基本原理實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的處理，幅頻變換以及傅里葉變換、濾波等技術(shù)來進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)處理。其中，隱馬爾可夫模型作為語(yǔ)音信號(hào)的一種統(tǒng)計(jì)模型，在語(yǔ)音信號(hào)處理的各個(gè)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。到了1971年，以美國(guó)ARPA(American Research Projects Agency)為主導(dǎo)的“語(yǔ)音理解系統(tǒng)”的研究計(jì)劃也開始起步。1956年Olson和Belar等人采用8個(gè)帶通濾波器組提取頻譜參數(shù)作為語(yǔ)音的特征，研制成功一臺(tái)簡(jiǎn)單的語(yǔ)音打字機(jī)。對(duì)語(yǔ)音信號(hào)采集與分析的研究一直是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展的重要推動(dòng)力量。 讓計(jì)算機(jī)能聽懂人類的語(yǔ)言，是人類自計(jì)算機(jī)誕生以來夢(mèng)寐以求的想法。語(yǔ)言是人類特有的功能，它是創(chuàng)造和記載幾千年人類文明史的根本手段，沒有語(yǔ)言就沒有今天的人類文明。信號(hào)處理是Matlab重要應(yīng)用的領(lǐng)域之一。本設(shè)計(jì)針對(duì)現(xiàn)在大部分語(yǔ)音處理軟件內(nèi)容繁多、操作不便等問題，、各種函數(shù)調(diào)用等來實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的變頻、變幅、傅里葉變換及濾波，程序界面簡(jiǎn)練，操作簡(jiǎn)便，具有一定的實(shí)際應(yīng)用意義。語(yǔ)音是語(yǔ)言的聲學(xué)表現(xiàn)，是相互傳遞信息的最重要的手段，是人類最重要、最有效、最常用和最方便的交換信息的形式。隨著計(jì)算機(jī)越來越向便攜化方向發(fā)展，隨著計(jì)算環(huán)境的日趨復(fù)雜化，人們?cè)絹碓狡惹幸髷[脫鍵盤的束縛而代之以語(yǔ)音輸人這樣便于使用的、自然的、人性化的輸人方式。因?yàn)樵S多處理的新方法的提出，首先是在語(yǔ)音信號(hào)處理中獲得成功，然后再推廣到其他領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代初由于Faut和Steven的努力，奠定了語(yǔ)音生成理論的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上語(yǔ)音合成的研究得到了扎實(shí)的進(jìn)展。這個(gè)研究計(jì)劃不僅在美國(guó)園內(nèi)，而且對(duì)世界各國(guó)都產(chǎn)生了很大的影響，它促進(jìn)了連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別研究的興起。其理論基礎(chǔ)是1970年前后，由Baum等人建立起來的，隨后，由美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué) (CMU)的Baker和美國(guó)IBM公司的Jelinek等人將其應(yīng)用到語(yǔ)音識(shí)別中。能對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采集，并對(duì)其進(jìn)行各種處理，達(dá)到簡(jiǎn)單的語(yǔ)音信號(hào)處理的目的。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以用一個(gè)防混迭的帶通濾波器將此范圍內(nèi)的語(yǔ)音信號(hào)頻率分量取出，然后按8kHz的采樣率對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，就可以得到離散的語(yǔ)音信號(hào)。當(dāng)使用要求較高或很高的場(chǎng)合時(shí)fH＝4500Hz或8000Hz、fL＝60Hz、fs＝10kHz或20kHz。調(diào)節(jié)錄音機(jī)保存界面的“更改”選項(xiàng)，可以存儲(chǔ)各種格式的WAVE文件。提?。和ㄟ^圖形用戶界面上的菜單功能按鍵采集電腦設(shè)備上的一段音頻信號(hào)，完成音頻信號(hào)的頻率，幅度等信息的提取，并得到該語(yǔ)音信號(hào)的波形圖。由于語(yǔ)音信號(hào)可以認(rèn)為在短時(shí)間內(nèi)，近似不變，因而可以采用短時(shí)分析法。語(yǔ)音信號(hào)的思想早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)提出，由于使用模擬濾波器實(shí)現(xiàn)起來的系統(tǒng)復(fù)雜度較高，所以一直沒有發(fā)展起來。子載波幅度和相位被采集出來并轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)。 sound(x,fs,bits)。采樣位數(shù)越多則捕捉到的信號(hào)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和逆變換。結(jié)構(gòu)上主要是非遞歸結(jié)構(gòu)，沒有輸出到輸入的反饋。數(shù)字濾波器的作用是利用離散時(shí)間系統(tǒng)的特性對(duì)輸入信號(hào)波形(或頻譜)進(jìn)行加工處理，或者說利用數(shù)字方法按預(yù)定的要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換。信號(hào)的傅立葉表示在信號(hào)的分析與處理中起著重要的作用。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和逆變換。A：短時(shí)信號(hào)；B：短時(shí)頻譜；C：對(duì)數(shù)頻譜； D：倒譜系數(shù)；E：對(duì)數(shù)頻譜包絡(luò)； F：基本周期由于語(yǔ)音信號(hào)的能量隨時(shí)間變化，清音和濁音之間的能量差別相當(dāng)顯著。設(shè)計(jì)語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)的用戶圖形操作界面（GUI）SoundProcess，其中菜單主要包括File、Process和Output三大主要部分，其中File菜單包括輸入（Input）、保存（Save）和退出（Quit）等功能；Process菜單主要包括提?。‥xtract）、調(diào)整（Extract）、變換（Transform）和濾波（Filter）菜單，其中調(diào)整（Extract）包括幅度調(diào)整（Range）和頻率調(diào)整（Frequency），濾波（Filter）菜單包含低通濾波（LowpassFilter）、高通濾波（HighpassFilter）、帶通濾波（BandpassFilter）和帯阻濾波（BandstopFilter）等功能菜單。,39。t=(0:length(x)1)/fs。)。例如將采樣頻率提高一倍，即可得到語(yǔ)音信號(hào)頻率為原頻率2倍新的語(yǔ)音信號(hào)。它具有可近似地分離并提取出頻譜包絡(luò)信息和細(xì)微結(jié)構(gòu)信息的特點(diǎn)。)。 %做加窗傅里葉變換fm=5000*length(Y)/fs。幅度(db)39。 %確定倒頻刻度subplot(3,1,3)。ylabel(39。[x,fs,bits]=wavread(39。subplot(221)。原始信號(hào)頻譜39。plot(angX)。)。 %做原始語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖形grid on。ylabel(39。ylabel(39。 x1=wavr