【文章內(nèi)容簡介】 160523Hz 低音頻率范圍為 80358Hz。 此外，基音的變化模式稱為聲調(diào)，它攜帶著非常重要的具有辨意作用的信息。 （一） 語音信號常見的特效 音量調(diào)節(jié) 可改變文件的音量大小，存放為另一音量不同的文件。 回聲 模擬產(chǎn)生出不同的聽音環(huán)境（峽谷，大廳，小廳，太空）。 回響 多重的回聲，模擬產(chǎn)生出不同的聽音環(huán)境（峽谷，大廳，小廳，太空）。 左右移動 使聲音動態(tài)地從一邊移到另一邊。 相位變化 左右聲道的聲音不同步， 有延時。 淡入淡出 聲音由小變大，或由大變小。 (二 ) 語音信號特效處理的原理 音量調(diào)節(jié) 直接將 PCM 采樣數(shù)據(jù)點乘以調(diào)節(jié)系數(shù)就可以改變音量。 回聲 不同的聽音環(huán)境中有不同的吸聲與反射系數(shù)的材料，所以反射回來的音量大小與延時是不同的。通過調(diào)整回聲處理單元中的延遲音量與延遲時間兩個參數(shù)， 就可以模擬產(chǎn)生出不同的聽音環(huán)境。根據(jù)研究，這兩個參數(shù)可以確定如表 2： 表 2 回聲效果參數(shù) 參數(shù) 峽谷 大廳 小廳 太空 延遲音量 延遲時間 500ms 100ms 60ms 180ms 回響 在房間中，由于房間四壁對聲音的反射，造成多個聲音的混合而形成的特殊聲音效果稱為回響。回響的效果需要的參數(shù)與回聲的相同，見表 2?；仨懪c回聲不同的地方是，有放虧，所以聽起來有多個回聲 ,而回聲是無反饋的?；芈暿腔仨懙奶厥獗憩F(xiàn)。 左右移動 感覺聲音從一邊移到另一邊，即聲音從左到右，或從右到左（只針對立體聲）。 實現(xiàn)的時候可以對左聲道音量線性增加的同時對右聲道的音量 線性降低（從右 到左）；或者是左聲道的音量線性降低的同時對右聲道的音量線性增加（從左 到右）。 相位變化 實現(xiàn)方法：將左（或者右）聲道前一段添 0，文件在播放的時候左右聲道就會不同步右（左）聲道的數(shù)據(jù)會超前。 淡入淡出 聲音由小變大，由大變小，模擬音源由遠到近，由近到遠的變化。實現(xiàn)時，只需要線性改變音量即可。 五 設計實現(xiàn) （一） 系統(tǒng)設計流程圖 //miao shu 圖 2 系統(tǒng)設計流程圖 （二） 實時錄放音實現(xiàn)方法 MATLAB 擁有非常強大的函數(shù)庫，直接調(diào)用函數(shù) wavrecord 即可實現(xiàn)實時錄音。具體程序如下 。 fs=11025。 %取樣頻率 duration=3。 %錄音時間 fprintf(39。Press any key to start %g seconds of recording...\n39。,duration)。 提前錄制一段語音文件，時間10s 以內(nèi) 直 接 調(diào) 用wavrecord 函數(shù)實時錄音 語音信號的頻譜分析：畫出采樣后語音信號的時域波形和短時傅里葉變換后的頻譜圖 將信號加入延時，再分析其時域波形與頻譜，并分別與 原始信號進行比較 對原始語音信號進行音量變換、回聲、回響、相位移動、淡入淡出等特效處理 回放語音信號 pause。 fprintf(39。Recording...\n39。)。 y=wavrecord(duration*fs,fs)。 %duration*fs 是總的采樣點數(shù) fprintf(39。Finished recording.\n39。)。 fprintf(39。Press any key to play the recording...\n39。)。 pause。 （三） 信號延時的設計 信號延時通常有以下方法： 方法一：構(gòu)造一個增益為 1，相位與時間成正比變化的濾波器，讓語音信號通過該延時網(wǎng)絡，即可實現(xiàn)延時。 方法二：原語音信號經(jīng)采樣后以離散數(shù)據(jù)形式存儲在數(shù)組中，構(gòu)造一個新的數(shù)組，數(shù)組前一段置零，后一段放置經(jīng)采用后的語音數(shù)據(jù) 。 經(jīng)比較，方法 2簡單易實現(xiàn)，故本設計采用方法二 ,。具體實現(xiàn)如下： z=[zeros(1500,1)。y]。 %對語音信號進行延時 （四） 頻譜搬移的設計 語音信號的頻率一般比較低，把頻率搬移到較高頻段是實現(xiàn)變聲常采用的一種方法。實際應用中常采用的頻譜搬移有如下方法： 方法一：插值以后重新抽樣?；具^程是這樣的：已知當前幀幀長 FL（采樣）點，采樣頻率 Fs ，目標變換幀頻率 Fs’，則目標變換幀幀長 FL’ =FL*Fs’ /Fs 。記 Rate = Fs’ /Fs ，那么 FL’ =FL * Rate，其中 Rate 為基頻變化 率。變換開始時，先求得 FL 和 FL’的最小公倍數(shù) AL，再將原音頻幀插值為 AL點，最后將插值后的語音段重新抽樣，得到長 FL’點的變聲后的數(shù)據(jù)。 方法二：直接乘以一個余弦函數(shù)，把語音信號頻段搬移到較高頻段，以達到變聲的目的。 兩種方法操作起來都還比較簡單，但為了便于分析時域、頻域特效，本設計選擇了通信中常用的調(diào)制方法，即方法二。具體程序如下： n7=length(y)。 t3=linspace(0,1,n7)。%01之間有 n7個點 ,保證截取的語音信號和載波信號所取點數(shù)相同 y3=cos(2*2021*pi*t3)。%f0=2021hz sm=y39。.*y3。 %矩陣乘： (m*n).*(m*n) sm1=sm39。 （五） 短時傅里葉變換的設計 語音信號是一個非平穩(wěn)過程 , 而標準傅立葉變換僅適用于周期信號、 瞬變信號或平穩(wěn)隨機信號 ,因此標準傅立葉變換不能用來直接表示語音信號。然而 ,對語音處理來說 ,短時分析的方法是一個比較有效的解決途徑 , 因為語音信號的特性是隨時間緩慢變化的 ,因而可以假設它在一個短的段時間內(nèi)保持不變。 將 短時分析應用于頻域分析即是傅立葉變換 , 相應的頻譜稱為“ 短時譜” , 即有限長度的傅立葉變換。 基于短時傅里葉變換的頻譜分析具體程序如下： NW=512。 d=100。 %連續(xù)段之間的重疊長度 L=512。 %每段長為 512 k=NWd。 Ts=fix(ns/k)。%每段實際取的點數(shù) nfft=512。 TF=zeros(Ts,nfft)。 %將存放三維譜圖，先清零 for i=1:Ts n1=(Ld)*(i1)+1。 n2=(Ld)*(i1)+NW。 xw=sm1(n1:n2)。 temp=fft(xw,nfft)。 %FFT變換 temp=fftshift(temp)。 %頻譜以 0頻為中心 ,保證所有頻譜的坐標值一樣 TF(i,:)=temp。 %把譜圖存放在 TF中 end subplot(2,2,2) mesh(abs(TF))。 %三維繪圖 title(39。STFTMove39。)。 xlabel(39。時間 39。)。 %量化間隔， det ylabel(39。頻率 f/hz39。)。 grid。 subplot(2,2,3)。 contour(abs(TF))。%繪等高線圖 title(39。等高圖 Move39。)。 xlabel(39。時間 39。)。 ylabel(39。頻率 39。)。 axis equal 。 %縱、橫坐標軸采用等長刻度 set the axes aspect ratio grid。 （六） 信號特效處理的設計 語音信號的常見特效有：音量調(diào)節(jié)、回聲 、回響、 左右移動 、相位變化、 淡入淡出 。 具體實現(xiàn)程序如下： 音量調(diào)節(jié)： fprintf(39。音量調(diào)節(jié) \n39。)。 x=input(39。Please input a number to amplify or decrease the volume,number:39。)。 y1=x*y_original。 %調(diào)節(jié)音量 sound(y1,Fs)。 回聲： %% % 回聲效果 function y = stereo_echo(y_original,Fs,mode) if mode == 1 scale = 。delay_time = 。 % 峽谷效果 elseif mode ==2 scale = 。delay_time = 。 % 大廳效果 elseif mode == 3 scale = 。delay_time = 。 % 小廳效果 else scale = 。delay_time = 。 % 太空效果 end y_y1 = [y_original(:,1)。zeros(floor(Fs*delay_time),1)]。 y_delay1 = [zeros(floor(Fs*delay_time),1)。y_original(:,1)]。 % delay y1 = y_y1 + scale * y_delay1。 y_y2 = [y_original(:,2)。zeros(floor(Fs*delay_time),1)]。 y_delay2 = [zeros(floor(Fs*delay_time),1)。y_original(:,2)]。 % delay %t = (0:length(y_delay1)1)39。/Fs。 y2 = y_y2 + scale * y_delay2。 y = [y1 y2]。 回響： %% % 回響效果 function y = stereo_reecho(y_original,Fs,mode) if mode == 1 scale = 。delay_time = 。 % 峽谷效果 elseif mode ==2 scale = 。delay_time = 。 % 大廳效果 elseif mode ==3 scale = 。delay_time = 。 % 小廳效果 else scale = 。delay_time = 。 % 太空效果 end delay_bits = floor(Fs * delay_time)。 y_1 = y_original(:,1)。 y_y1 = [y_1。zeros(delay_bits,1)。zeros(delay_bits,1)]。 y_delay1 = [zeros(delay_bits,1)。y_1。zeros(delay_bits,1)]。 y_delay_delay1 = [zeros(delay_bits,1)。zeros(delay_bits,1)。y_1]。 y_reecho1 = y_y1 + scale * y_delay1 + scale * scale * y_delay_delay1。 y_2 = y_original(:,2)。 y_y2 = [y_1。zeros(delay_bits,1)。zeros(delay_bits,1)]。 y_delay2 = [zeros(delay_bits,1)。y_1。zeros(delay_bits,1)]。 y_delay_delay2 = [zeros(delay_bits,1)。zeros(delay_bits,1)。y_2]。 y_reecho2 = y_y2 + scale * y_delay2 + scale * scale * y_delay_delay2。 y = [y_reecho1,y_reecho2]。 左右移動： %%stereo_shift function y = stereo_shift(y_stereo,Fs,mode) % mode = 1 : from right to left % mode = else : from left to right %[y_original Fs]= wavread(39。39。)。 %