【正文】 論文） 11 且可以壓縮信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，有效地提高信噪比。 在語(yǔ)音信號(hào)處理中常用的窗函數(shù)有兩種，一是矩形窗，另一種是漢明窗。 . 貫穿于語(yǔ)音分析全過程的是“短時(shí)分析技術(shù)”。進(jìn)行語(yǔ)音分析時(shí)，最先接觸到并且也是最直觀的是它的時(shí)域波形。在計(jì)算這些參數(shù)時(shí)使用的一般是方窗或漢明窗。過零率分析是語(yǔ)音時(shí)域分析中最簡(jiǎn)單的一種。高頻就意味著高的平均過零率，低頻意味著低的平均過零率，所以可以認(rèn)為濁音時(shí)具有較低的過零率，而清音時(shí)具有較高的過零率。研究發(fā)現(xiàn)，它們的概率分布決定語(yǔ)音的性質(zhì)。如 FFT，這是由于自相關(guān)函數(shù)為功率譜的 IDFT。但是由于語(yǔ)音信號(hào)隨時(shí)間變化是很緩慢的，因而在一段短時(shí)間內(nèi) (如 10～ 30ms 之間，即所謂的一幀之內(nèi) )可以認(rèn)為其頻譜是固定不變的，這種頻譜又稱為短時(shí)譜。帶通濾波器有兩種帶寬可供選擇：窄帶為 45Hz，寬帶為 300Hz。雖然對(duì)采用語(yǔ)譜圖的講活人識(shí)別技術(shù)的可靠性過存在相當(dāng)人的懷疑，但目前這一技術(shù)已在司法法庭小得到某些認(rèn)可及采用 [11]。每個(gè)豎直條相當(dāng)于一個(gè)基音，條紋的起點(diǎn)相當(dāng)于聲門脈沖的起點(diǎn)，條紋之間的距離表示基音周期 。 ③ 用經(jīng)過調(diào)制的信號(hào)與原信號(hào)疊加。詳細(xì)的介紹了語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域分析的全過程。語(yǔ)音信號(hào)處理的研究目的和處理方法多種多樣，一直是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的重要推動(dòng)力量，而數(shù)字信號(hào)處理很大部分內(nèi)容也 涉及語(yǔ)音信號(hào)處理；數(shù)字信號(hào)處理學(xué)科與技術(shù)發(fā)展的一部分來(lái)源于數(shù)字語(yǔ)音處理的研究。28(10)： 95— 97． [16] 方佩敏 . 音頻功率放大器 [J]. 電子世界， 20xx 年 08 期 . [13] . Small, ClosedBox Loudspeaker Systems, Part I:Analysis,“ J. Audio ., vol. 20, pp. 798 – 808 (1972 Dec.) [14] Philsp Newell and Keith Holland , Loudspeaker For Music Recording 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 and Reproduction, Focal Press is an imprint of Elsevier, First edition 20xx. 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 32 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 33 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我要真誠(chéng)的感謝崔琳老師給予我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過程老師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)速度，及時(shí)的幫我解決我在設(shè)計(jì)中遇到的各種問題和困難，在設(shè)計(jì)中一直對(duì)我嚴(yán)格要求，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中都給我耐心的指導(dǎo)和講解，并主動(dòng)為我提供各種相關(guān)技術(shù)資料，在老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也讓我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中受益匪淺， 在此謹(jǐn)向老師致以深切的謝意！ 感謝 電信學(xué)院 的各位老師在我大學(xué)四年學(xué)習(xí)期間所給予的辛勤教育和幫助。 x=double(signal)。 h(1001:8000)=1。 W=fft(w,1024)。) ylabel(39。幅度 39。歸一化頻率 39。 for i=1:framenumber。) ylabel(39。 E(i)=0。) legend(39。 E(i)=E(i)+framesingal(j)^2。) clear E framelength=400。 xlabel(39。)。 Z(i)=0。)。 for j=1:framelengthi。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 39 HamR(i)=0。)。 title(39。 end 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 40 end subplot(2,2,3) plot(VoiceR)。)。)。fm39。)。 Y2=fft(y2,40000)。plot(abs(Y2))。As=100。 x=filter(b,a,y2)。 subplot(212)。As=100。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 42 西安工程大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng)信聲明 稟承學(xué)校優(yōu)良傳統(tǒng)學(xué)風(fēng)，保持我校學(xué)生一貫誠(chéng)信風(fēng)尚，本人鄭重聲明：所呈交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，無(wú)抄襲和剽竊現(xiàn)象。 [b,a]=ellip(n,Ap,As,wn)。 用雙線性變換法設(shè)計(jì)的低通濾波器的程序如下： fp=1000。低通濾波后信號(hào)波形 39。 [b,a]=ellip(n,Ap,As,wn)。 fp=1000。)。% sound(y1)。title(39。 fc=20xx0。title(39。) 語(yǔ)音信號(hào)的綜合仿真分析程序： [y,fs,bits]=wavread(39。 UnvoiceR(i)=UnvoiceR(i)+abs(unvoiceframe(j)unvoiceframe(i+j))。) unvoiceframe=signal(5001:5000+framelength*2)。) 短時(shí)平均幅度差函數(shù) clear all [signal,fs,bit]=wavread(39。 unvoiceframe=unvoiceframe*h。) for i=1:framelength。) 短時(shí)自相關(guān)函數(shù) clear all [signal,fs,bit]=wavread(39。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 38 for i=1:framenumber。) 短時(shí)平均過零率 clear all [signal,fs,bit]=wavread(39。 E(i)=E(i)+framesingal(j)^2。) legend(39。 E(i)=0。) ylabel(39。 for i=1:framenumber。 xlabel(39。 framelength=50。漢明窗幅度特性 39。樣點(diǎn)數(shù) 39。) xlabel(39。幅度 39。) 矩形窗 clear all x=linspace(0,100,1000)。D:\39。西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 參考文獻(xiàn) [1] 王永琦 . MATLAB 與音視頻技術(shù) . 清華大學(xué) 出版社 ,20xx. [2] 胡航 . 現(xiàn)代語(yǔ)音信號(hào)處理 .電子工業(yè) 出版社 ,20xx. [3]姚天任 . 數(shù)字語(yǔ)音處理 . 華中科技大學(xué) 出版社， 1999. [4] 胡航．語(yǔ)音信號(hào)處理【 M】．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 20xx． [5] 丁玉美．高西全．?dāng)?shù)字信號(hào)處理【 M】．西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx． [6] 樊昌信．通信原理【 M】北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 20xx. [7] 張威． MATLAB 基礎(chǔ)與編程入門【 M】．西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx． [8] 林福宗．多媒體技術(shù)基礎(chǔ)【 M】．北京：清華大學(xué)出版社， 20xx． [9] 周淵，王炳和，基于 MATLAB 的噪聲信號(hào)采集和分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【 J】．噪聲控制． 20xx(7) 5254． [10] 何強(qiáng)，何英． MATLAB 擴(kuò)展編程【 M】．北京：清華大學(xué)出版社， 20xx：293296． [11] ]朱學(xué)芳，徐建平．計(jì)算機(jī)語(yǔ)音信號(hào)處理與語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng) [J]．南京郵電學(xué)院學(xué)報(bào)， 1998， 18(5— 6)： 113— 11 [12] ]楊崇林，李雪耀，孫羽．強(qiáng)噪聲背景下漢語(yǔ)語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)和音節(jié)分割 [J]．哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)， 1997． 18(5)： 28— 32． [13] 張雄偉，陳量，楊吉斌．現(xiàn)代語(yǔ)音處理技術(shù)及應(yīng)用 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社． 20xx [14] 韋曉東，等．應(yīng)用倒譜特征的帶噪語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)方法 [J]．上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)， 20xx， 34(2)： 185— 188． [15] 胡光銳，韋曉東．基于倒譜特征的帶噪語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè) [J]．電子學(xué)報(bào)。 一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，用 MATLAB 對(duì)語(yǔ)音信號(hào)最基本的分析就是通過編程對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)譜圖分析，從語(yǔ)譜圖中可以很清楚的了解語(yǔ)音信號(hào)的特點(diǎn)，語(yǔ)音信號(hào)的能量，周期等，這些相當(dāng)于是將我們平時(shí)的不可見的聽覺信號(hào)轉(zhuǎn)換成可見的信號(hào)圖 。最后加以仿真。 所以在現(xiàn)實(shí)的傳送過程中要現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行調(diào)制再發(fā)送出去 . 下面是對(duì)一段語(yǔ)音信號(hào)的調(diào)制仿真圖，載波頻率為 fc=20xx0。在一個(gè)語(yǔ)音段的語(yǔ)譜圖中，有沒有橫扛出現(xiàn)是判斷它是否是濁音的重要標(biāo)志 。因而可以利用聲紋鑒別不問的講話人。語(yǔ)譜圖中顯示了大量的與語(yǔ)音的語(yǔ)句特性有關(guān)的信息，它綜合了頻譜圖和時(shí)域波形的特 點(diǎn)，明顯地顯示出語(yǔ)音頻譜隨時(shí)間的變化情況，或者說是一種動(dòng)態(tài)的頻譜；記錄這種頻譜的西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 儀器就是語(yǔ)譜儀。 下圖為 一段語(yǔ)音信號(hào)的短時(shí)幅度差函數(shù)（語(yǔ)音信號(hào)為‘西安工程大學(xué)’）： 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 39清音濁音的短時(shí)幅度差函數(shù) 語(yǔ)音信號(hào)的語(yǔ)譜圖 語(yǔ)音的時(shí)域分析和頻域分析是語(yǔ)音分析的兩種重要方法。 由上式不難看出，隨著延遲 k的增加，式中相加的乘積項(xiàng)將減少，則導(dǎo)致短時(shí)自相關(guān)函數(shù)的幅度值下降；如果幀長(zhǎng)不夠，就難于準(zhǔn)確的確定語(yǔ)音信號(hào)波形序列的基音周期。圖 31 是 用 MATLAB 仿真一段語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形的短時(shí)平均過零率。 短 時(shí)平均過零數(shù)可應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)分析，它粗略的描述了信號(hào)頻譜特性 ,因而可用于區(qū)分清 /濁音 .發(fā)現(xiàn)發(fā)濁音時(shí)，盡管聲道有若干個(gè)共振峰，但由于聲門波引起譜的高頻跌落，所以其話音能量約集中在 3kHz以下。③作為一種超音段信息，用于語(yǔ)音識(shí)別中。④只使用示波器等通用設(shè)備，使用較為簡(jiǎn)單等。本文將簡(jiǎn)要介西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 紹時(shí)域分析以及語(yǔ)譜圖分析。 語(yǔ) 音信號(hào)平穩(wěn)性、時(shí)變、離散性大、且其中蘊(yùn)含著說話內(nèi)容及說話人特征 ,處理難度大 ， 語(yǔ)音信號(hào)可用其取樣波形描述 ,也可用信號(hào)參數(shù)和特征來(lái)描述 。前一幀和后一幀的交疊部分稱為幀移。 語(yǔ)音信號(hào)預(yù)加重處理 由于語(yǔ)音信號(hào)的平均功率譜受 到 聲門激勵(lì)和口鼻輻射影響，高頻端大約在800hz 以上按 6dB/ 倍頻程跌落，所以求語(yǔ)音信號(hào)頻譜時(shí)，頻率越高相應(yīng)的成分越小 ，高頻部分的頻譜比低頻部分的難求，為此要在預(yù)處理中進(jìn)行預(yù)加重處理。這種西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 防混疊濾波通常與模數(shù)轉(zhuǎn)換器做在一個(gè)集成塊內(nèi)，因此目前來(lái)說，語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化的質(zhì)量還是有保證的。一般而言，采樣頻率越高，采樣點(diǎn)數(shù)就越密 ，所得離散信號(hào)就越逼近于原信號(hào)。采樣也稱抽樣，是信號(hào)在時(shí)間上的離散化，即按照一定時(shí)間間隔△ t 在模擬信號(hào) x(t)上逐點(diǎn)采取其瞬時(shí)值。時(shí)域分析最早也是最廣泛的方法 ,通常用于最基本的參數(shù)分析及語(yǔ)音分割、預(yù)處理和大致的分類等 .其特點(diǎn)是 :⑴表示直觀 ,物理意義明確 。 第四章 最后對(duì)本課題進(jìn)行總結(jié)分析 。本文涉及大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算和公式推導(dǎo)，而 MATLAB 強(qiáng)大的運(yùn)算能力和豐富的信號(hào)處理工具箱函數(shù)可以淡化理論的推導(dǎo)過程，使概念直接化，更好的理解時(shí)域分析知識(shí)。這不僅推動(dòng)了語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)的迅速發(fā)展；而且也促進(jìn)了智能信息處理 、現(xiàn)代信號(hào)處理領(lǐng)域的不斷完善與發(fā)展。另一方面，近 20 年來(lái)，信號(hào)處理的理論與方法也得到了迅速發(fā)展，產(chǎn)生許多新技術(shù)。這中產(chǎn)品問世后又首先在語(yǔ)音處理中得到了有效地推廣引用。表現(xiàn)為：（ 1）數(shù)字技術(shù)可完成很多復(fù)雜的信號(hào)處理工作；（ 2）通過語(yǔ)音進(jìn)行交換點(diǎn)信息，有離散的性質(zhì)，因?yàn)檎Z(yǔ)音可看作是因素的組合，從而適合于數(shù)字處理；（ 3）數(shù)字系統(tǒng)有高可靠性、廉價(jià)、快速等特點(diǎn)，容易完成實(shí)時(shí)處理任務(wù)；（ 4）數(shù)字語(yǔ)音適合在強(qiáng)干擾信道中傳輸，也易于加密傳輸?？梢?，語(yǔ)音信號(hào)采集與分析的研究將是一項(xiàng)極具市場(chǎng)價(jià)值和挑戰(zhàn)性的工作。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以用一個(gè)防混疊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)。在人類 已有的通信系統(tǒng)中，語(yǔ)音通信方式（如日常的電話通信）早已成為主要的 息傳遞途徑之一。最后通過 PC 機(jī)錄制自己的一段聲音，運(yùn)用 MATLAB 進(jìn)行仿真分析，最后加入噪聲進(jìn)行