基于matlab的語音信號采集和雙線性變換法濾波器設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-15 17:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 操作。本設(shè)計采用直接讀取聲音文件（*.wav）的方式進(jìn)行語音信號的采集。2 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。而且，語音合成的音質(zhì)好壞，語音識別率的高低，也都取決于對語音信號分橋的準(zhǔn)確性和精確性。因此語音信號分析在語音信號處理應(yīng)用中具有舉足輕重的地位。貫穿于語音分析全過程的是“短時分析技術(shù)” 。因為，語音信號從整體來看其特性及表征其本質(zhì)特征的參數(shù)均是隨時間而變化的，所以它是一個非乎穩(wěn)態(tài)過程，不能用處理乎穩(wěn)信號的數(shù)字信號處理技術(shù)對其進(jìn)行分析處理。但是，由于不同的語音是由人的口腔肌肉運動構(gòu)成聲道某種形狀而產(chǎn)生的響應(yīng)，而這種口腔肌肉運動相對于語音頻率來說是非常緩慢的，所以從另一方面看，雖然語音倍號具有時變特性，但是在一個短時間范圍內(nèi)(一般認(rèn)為在 10～30ms 的短時間內(nèi))，其特性基本保持不變即相對穩(wěn)定，因面可以將其看作是一個準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)過程，即語音信號具有短時平穩(wěn)性。所以任何語音信號的分析和處理必須建立在“短時”的基礎(chǔ)上．即進(jìn)行“短時分析” ，將語音信號分為一段一段來分析其特征參數(shù)，其中每一段稱為一“幀” ，幀長一般取為 10～30ms。這樣，對于整體的語音信號來講，分析出的是由每一幀特征參數(shù)組成的特征參數(shù)時間序列。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頻域分析更為重要。本文將簡要介紹時域分析、頻域分析。 語音信號的時域分析語音信號的時域分析就是分析和提取語音信號的時域參數(shù)。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。語音信號本身就是時域信號，因而時域分析是最早使用，也是應(yīng)用最廣泛的一種分析方法，這種方法直接利用語音信號的時域波形。時域分析通常用于最基本的參數(shù)分析及應(yīng)用，如語音的分割、預(yù)處理、大分類等。這種分析方法的特點是：①表示語音信號比較直觀、物理意義明確。②實現(xiàn)起來比較簡單、運算且少。③可以得到語音的一些重要的參數(shù)。④只使用示波器等通用設(shè)備，使用較為簡單等。語音信號的時域參數(shù)有短時能量、短時過零率、短時自相關(guān)函數(shù)和短時平均幅度差函數(shù)等，這是語音信號的一組最基本的短時參數(shù)，在各種語音信號數(shù)字處理技術(shù)中都要應(yīng)用 [6]。在計算這些參數(shù)時使用的一般是方窗或漢明窗。對語音信號進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)濁音時，盡管聲道有若干個共振峰，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。而發(fā)清音時，多數(shù)能量出現(xiàn)在較高頻率上。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。當(dāng)然，這種高低僅是相對而言，并沒方精確的數(shù)值關(guān)系。 語音信號的頻域分析語音信號的頻域分析就是分析語音信號的頻域持征。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。本文介紹的是語音信號的傅里葉分析法。因為語音波是一個非平穩(wěn)過程，因此適用于周期、瞬變或平穩(wěn)隨機信號的標(biāo)準(zhǔn)傅里葉變換不能用來直接表示語音信號，而應(yīng)該用短時傅里葉變換對語音信號的頻譜進(jìn)行分析，相應(yīng)的頻譜稱為“短時譜 ”。3 濾波器的設(shè)計 IIR 濾波器IIR 濾波器設(shè)計方法有間接法和直接法，間接法是借助于模擬濾波器的設(shè)計方法進(jìn)行的。其設(shè)計步驟是：先設(shè)計過渡模擬濾波器得到系統(tǒng)函數(shù) H（s） ，然后將H（s）按某種方法轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù) H(z)。FIR 濾波器比鞥采用間接法，常用的方法有窗函數(shù)法、頻率采樣發(fā)和切比雪夫等波紋逼近法。對于線性相位濾波器，經(jīng)常采用 FIR 濾波器。 對于數(shù)字高通、帶通濾波器的設(shè)計，通用方法為雙線性變換法?？梢越柚谀M濾波器的頻率轉(zhuǎn)換設(shè)計一個所需類型的過渡模擬濾波器，再經(jīng)過雙線性變換將其轉(zhuǎn)換策劃那個所需的數(shù)字濾波器。具體設(shè)計步驟如下：確定所需類型數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)。將所需類型數(shù)字濾
電大資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1