【正文】 12]胡光銳，韋曉東．基于倒譜特征的帶噪語音端點檢測 [J]．電子學(xué)報。 以及其中產(chǎn)生信號和繪制信 號的基本命令和一些基礎(chǔ)編程語言。 wc=2*fc/fs。 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 051 0 . 500 . 51調(diào)制后信號波形0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4x 1 0401000202130004000調(diào)制后信號頻譜 圖 42 調(diào)制后的語音信號 Figure 42 after the speech signal modulation 由圖可知，經(jīng)過調(diào)制后的語音信號頻譜都搬移到 fc=20210 的頻段。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(biāo)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(guān)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。 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(jìn)的數(shù)字信號處理芯片、陣列處理芯片或?qū)Ｓ?FFT 芯片。 與離散傅里葉變換和連續(xù)博里葉變換的關(guān)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??? ??? ? ? ? ?? (311) 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(zhuǎn)換。當(dāng) 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? ? ? ?? ? ? ? ? ?? (38) 根據(jù)卷積定理， 有： 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) ( ) ( ) ( )jw jw jwn jwnX e X e e W e????? ? ??? (39) 因為上式右邊兩個卷積項均為關(guān)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? ? ? ?? ?? ? ? ? ???? ? ? ?? ? （ 310） 即，假設(shè) 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。從 廣義 上講，語音信號的頻域分析包括語音信號的頻譜、 功率 譜、倒頻譜、頻譜包絡(luò)分析等，而常用的 頻域 分析方法有帶通濾波器組法、傅里葉變換法、線件預(yù)測法等幾種。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)為濁音時具有較低的過零率，而清音時具有較高的過零率。過 零 分析是語音時域分析中最簡單的一種 。在計 算這些參數(shù)時使用的一 般是方 窗 或漢明 窗 。進(jìn)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。 貫穿于語音分析全過程的是“短時分析技術(shù)”。這種防混疊濾波通常與模數(shù)轉(zhuǎn)換器做在一個集成塊內(nèi)，因此目前來說 ，語音信號的數(shù)字化的質(zhì)量還是有保證的。一般而言，采樣頻率越高，采樣點數(shù)就越密，所得離散信號就越逼近于原信號。 為了將原始模擬語音信號變?yōu)閿?shù)字信號，必須經(jīng)過采樣和量化兩個步驟，從而得到時間河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 和幅度上均為離散的數(shù)字語音信號。利用這個特點，可以用一個防混迭的帶通濾波器將此范圍內(nèi)的語音信號頻率分量取出，然后按 8kHz 的采樣率對語音信號進(jìn)行采樣，就可以得到離散的語音信號。 本文的仿真軟件 Matlab MATLAB 是美國 MathWorks 公司出品的商業(yè) 數(shù)學(xué)軟件 ，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括 MATLAB 和 Simulink 兩大部分 [4]。 進(jìn) 入 20 世紀(jì) 90 年代以來，語音信號 采集與分析 在實用化方 面取得了許多實質(zhì)性的研究進(jìn)展。但是，在整個 20 世紀(jì) 70 年代還是有幾項研究成果對語音信號處理技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響。在方法上，隨著電子計算機(jī)的發(fā)展，以往的以硬件為中心的研究逐漸轉(zhuǎn)化為以軟件為主的處理研究。對語音信號 采集與分析 的研究一直是數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展的重要推動力量。 讓計算機(jī)能聽懂人類的語言，是人類自計算機(jī)誕生以來夢寐以求的想法。 關(guān)鍵詞：語音信號，采集與分析， Matlab 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) Audio signal acquisition and analysis Author： zhuyousong Teacher guidance： lifuqiang Abstract Speech signal acquisition and analysis techniques are a wide range of crossscientific， Its application and development of voice study, sound measurement study, electronic measuring technology, and digital signal processing disciplines, such as close contact。讓計算機(jī)能聽懂人類的語言，是人類自計算機(jī)誕生以來夢寐以求的想法，用現(xiàn)代手段研究語音信號，使人們能更加有效地產(chǎn)生、傳輸、存儲、獲取和應(yīng)用語音信息，這對于促進(jìn)社會的發(fā)展具有十分重要的意義。 主要參考文獻(xiàn)： [1]胡航．語音信號處理【 M】．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021． [2]丁玉美 ． 高西全 ． 數(shù)字信號處理【 M】 ． 西安電子科技大學(xué)出版社， 2021． [3]樊昌信 ． 通信原理【 M】北京：國防工業(yè)出版社， 2021． [4]張威 ． MATLAB 基礎(chǔ)與編程入門【 M】 ． 西安 電子科技大學(xué)出版社， 2021． [5]何強(qiáng)，何英． MATLAB 擴(kuò)展編程【 M】．北京：清華大學(xué)出版社， 2021： 293296． 論文（設(shè)計）工作起訖日期： 2021 年 02 月 20 日至 2021 年 05 月 10 日 指導(dǎo)教師（簽名） 院長（簽名） 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 語音信號的采集與分析 作者： 123 指導(dǎo)老師： 456 摘 要 語音信號的采集與分析技術(shù)是一門涉及面很廣的交叉科學(xué)，它的應(yīng)用和發(fā)展與語音學(xué)、聲音測量學(xué)、電子測量技術(shù)以及數(shù)字信號處理等學(xué)科緊 密聯(lián)系。因此，語音信號是人們構(gòu)成思想疏通和感情交流的最主要的途徑。我們今天進(jìn)行這一領(lǐng)域的研究與開拓就是要讓語音信號處理技術(shù)走人人們的日常生活當(dāng)中，并不斷朝更高目標(biāo)而努力。 1956 年 Olson和 Belar 等人采用 8 個帶通濾波器組提 取頻譜參數(shù)作為語音的特征，研制成功一 臺簡單的語音打 字 機(jī)。到了 1971年，以美國 ARPA(American Research Projects Agency)為主導(dǎo)的“語音理解系統(tǒng)”的研究計劃也開始起步。其中 ，隱馬爾可夫模型作為語音信號的一種統(tǒng)計模型，在語音信號處理的各個領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。 第 2章主要介紹 語音信號的特點與采集 ，仿真主要是驗證 奈奎斯特定理 。在新的版本中也加入了對 C， FORTRAN， C++， JAVA 的支持。 ② 抑制50Hz 的電源工頻干擾。 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 0 1 2 3 4 5 6x 1 04 0 . 200 . 20 . 40 . 6抽取后的信號0 5000 10000 1500011 . 522 . 53 對上述信號進(jìn)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。量化電平按級數(shù)變化，實際的振動值是連續(xù)的物理量。 第 3 章 語音信號 的 分析 語音信號分析 技術(shù) 語音信號分析是語音信號處理的前提和基礎(chǔ)，只有分析出可表示語音信號本質(zhì)特征的參數(shù)，才有可能利用這些參數(shù)進(jìn)行高效的語音通信、語音合成和語音識別等處理 [8]。 根據(jù)所分析出的參數(shù)的性質(zhì)的不同，可將語音信號分析分為時域分析 、頻域分析、倒領(lǐng)域分析等； 時域分析方法具有簡單、計算量小、物理意義明確等優(yōu)點，但由于語音信號最重要的感知特性反映在功率譜中，而相位變化只 起著很小的作用，所以相對于時域分析來說 Windows 自帶的錄音機(jī) 聲音 麥克風(fēng) 聲卡 濾 波 采樣 A/D 轉(zhuǎn)換 Wav 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 頻域分析更為重要。 ③ 可以得到語音的一些重要的參數(shù)。 ② 可以用來區(qū)分聲母與韻母的分界，無聲與有盧的分界，連字 (指河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 字之間無間隙 )的分界等。對于后一個問題除了可以采用低直流漂移器件外，也 可以在軟件上加以解決，這就是算出每一 幀的直流分 量 并予以濾除 。但是研究表明 ，在以某些音為開始或結(jié)尾時．如當(dāng)弱摩擦音 (如 [f]、 [h]等音素 )、弱燃破音 (如 [p]、 [t]、 [k]等 音素 )為語音的開頭或結(jié)尾；以鼻音 (如[n]、 [m]等音素 )為語音的結(jié)尾時．只用其中一個參量來判別語音的起點和終點是有困難的，必須同時使用這兩個參數(shù)。當(dāng)然窗口函數(shù)不 同，博里葉變換的結(jié)果也將不同。因此．應(yīng)折衷選擇 窗 的寬度 N。例如、在 10kHz的范圍內(nèi)采樣求頻譜，并要求頻率分辨率在 30 Hz以下。 121( ) ( ) ( )Nj w j w j w kn n nkNS e X e R k e? ?? ? ??? ? (314) 圖 32是用 Matlab中的 psdplot命令繪得的同一人兩次說同一詞的功率譜比 較 (窗函數(shù)取窗長度為 256的 Hamming窗 )。 把和時序相關(guān)的 傅里葉分 析的顯示圖形稱為語譜圖 (Sonogram，或者 Spectrogram)。 可以利用語譜儀測 量 語譜圖的方法來確定語音參數(shù)，例如共振峰頻率及基音頻率 。語譜圖中的花紋有橫扛 (Bar)、亂紋和豎直條等。 ② 對語音信號進(jìn)行調(diào)制， 為了減少在傳輸時的耗損，人們一般是先對傳輸信號進(jìn)行特殊處理，然后再傳遞。As=100。 濾波器的 頻率響應(yīng) 0 2021 4000 6000 8000 10000 1 0 0 0 8 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 00Fr e q u e n c y ( H z )Phase (degrees)0 2021 4000 6000 8000 10000 1 5 0 1 0 0 5 0050Fr e q u e n c y ( H z )Magnitude (dB) 圖 44 濾波器的頻率響應(yīng) Figure 44 Frequency response of the filter ⑤ 進(jìn)行低通濾波， 比較濾波前后語音信號的波形及頻譜 。從課程設(shè)計材料的搜集到根據(jù)選題對素材的提取與整理，從 Matlab 的簡易入手到程序的分析與設(shè)計，從理論與算法到程序的編寫與仿真，每一步都有李老師的細(xì)心知道與耐心講解。%讀出信號，采樣率和采樣位數(shù)。plot(f,Pyy(1:halflength+1))。Time(s)39。 yx=yx(1:lg/2)。 subplot(212)。 figure(2)。 ycqf=ycqf(1:lg/2)。 frmt = floor(n/frmsize)。 % 能量整理到 [0,60] 之間，當(dāng)然你可以整理到 [0,255]范圍 subplot(2,1,1)。39。原始信號波形 39。%載波頻率 y1=modulate(y,fc,fs,39。調(diào)制后信號波形 39。 y2=y+y1。 subplot(212)。fc=1200。 freqz(b,a,512,fs1)。)。one39。 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科 畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) zcr1=10。 temp2=enframe(