【正文】 ction (LPC), Levinson from the principle of the algorithm, based on MATLAB speech linear prediction simulation, and the selection of parameters to do a parative analysis. Keywords voice signal LPC Levinson Durbin algorithm MATLAB simulation目 錄第1章 緒論 1 語音信號LPC分析技術的基本概念 1第2章 線性預測編碼的基本原理 2 語音信號的產生 2 線性預測的概念與原理 2 線性預測分析的概念 2 LPC和語音信號模型的關系 4 解線性預測參數(shù)方程組的算法 5 LevinsonDurbin自相關解法 5 利用格型法求解線性預測系數(shù) 6第3章 simulink仿真的分析合成系統(tǒng) 10 仿真內容 10 仿真系統(tǒng)模型 10 仿真工作過程 11 語音信號采樣 11 預加重 11 疊接窗分析 13 漢明窗 14 自相關算法 14 數(shù)字濾波器 16 仿真結果分析 18參考文獻 18第1章 緒論 語音信號LPC分析技術的基本概念語音是人們交流思想和進行社會活動的最基本手段, 我們要對語音信號進行測定并將其轉變?yōu)榱硪环N形式, 以提高我們的通信能力。其重要性在于它能夠極為精確地估計語音參數(shù)，用極少的參數(shù)有效而又正確地表現(xiàn)語音波形及其頻譜的性質，而且可以用比較簡單的計算和比較快的速度求得參數(shù)?？諝庥煞尾颗湃牒聿?，經過聲帶進入聲道，最后由嘴輻射出聲波，這就形成了語音。這時，如果聲道有某部位收縮成一個狹窄的通道，則空氣流到達此處時將被迫高速沖過此收縮區(qū)，并在附近形成湍流，這種空氣湍流激勵聲道后便形成清音或摩擦音。預測信號為： ()，稱為預測系數(shù)，由于語音信號性質變化緩慢，所以對于所分析的幀來說，預測系數(shù)是一組恒定的參數(shù)。圖中，準周期性脈沖序列發(fā)生器產生濁音的激勵源，濁音的基音頻率由脈沖重復的周期決定；隨機噪聲發(fā)生器產生清音的激勵源，模擬湍空氣湍流；清濁音開關控制清音和濁音的產生；嘴唇的輻射特性可以用一個一階極點數(shù)字濾波器來實現(xiàn)；增益控制來控制語音的強度。在語音產生的數(shù)字模型中，語音抽樣信號s(n)和激勵信號之間的關系可用下列差分方程來表示：可見，如果語音信號準確服從上式的模型，則 ，所以預測誤差濾波器A(z)是H（z）的逆濾波器，故有下式成立： 線性預測的概念與原理 LevinsonDurbin自相關解法由于語音是一種短時平穩(wěn)信號，因此只能利用一段語音來估計模型參數(shù)。237。==piipiipinsneEansneEinsansneEneEE根據(jù)線性預測分析的原理可知，求解p個線性預測系數(shù)的依據(jù)，是預測誤差濾波器的輸出方均值或輸出功率最小。下面討論這兩部分信號的物理意義。將式()進行整理，可得 （）圖23反射系數(shù)是語音處理中至關重要的參數(shù)，它的計算是一個重要問題。的取值范圍為 （）格型算法的步驟可以歸納如下：（1） 確定初始值：（2） 由（）式可以求得（3） 由（）式和（）式計算正向和反向預測誤差：（4） 設i=2。由上圖可知對于因信號進行采樣，采樣頻率為8KHz的語音信號“MATLAB”，首先進行預加重，提升語音信號的高頻部分，提高信噪比，然后通過疊階窗分析將語音信號的頻譜圖連接起來，達到淡入淡出的效果，防止語音信號在連接點的跳變，避免刺耳的噪聲。有限脈沖響應濾波器的優(yōu)點：FIR有線性相位，不會導致信號的包絡失真，各個頻率成分傳輸速度同樣快，同步到達輸入端。預加重系數(shù)取接近于1的值，~1。語音信號的分幀是采用可移動的有限長度窗口進行加權的方法實現(xiàn)的。圖310 自相關和萊文森杜賓算法模型由前面的討論可知，清音和濁音的發(fā)生機理不同，因此在波形上也存在著較大差異。圖311 LPC頻譜圖圖312 反射系數(shù)樣點波形圖311為萊文森杜賓算法計算得出的預測系數(shù)經添零后作傅里葉變換，再求其倒數(shù)得到的LPC頻譜，圖312為格形算法計算得出的反射系數(shù)樣點波形圖。這個過程其實就是取新樣本的實際數(shù)值，和預測值進行比較，得到差值后，僅把預測值與現(xiàn)實樣值之差（預測誤差）進行傳輸。參考文獻 [1] 易克初，田斌，付強. 語音信號處理 [M]. 國防工業(yè)出版社，2000，6. 95~106[2] 張雪