【導(dǎo)讀】本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。畢業(yè)論文（設(shè)計）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。本文采用綜合運用GUI界面設(shè)計，各種函數(shù)調(diào)用等對語。音信號進(jìn)行采集、提取、變頻、變幅，傅里葉變換、濾波等簡單處理。程序界面簡練，操作簡便，具有一定的實際應(yīng)用意義。

　　

【正文】 vread(39。39。)。 wp=。ws=。Rp=。Rs=50。 [N,Wn]=cheb2ord(wp,ws,Rp,Rs)。 [b,a]=cheby2(N,Rs,Wn)。 [b,a]=cheby2(N,Rs,Wn,39。high39。)。 X=fft(x)。 subplot(221)。plot(x)。title(39。濾波前信號的波形 39。)。 subplot(222)。plot(X)。title(39。濾波前信號的頻譜 39。)。 21 y=filter(b,a,x)。 sound(y,fs,bits)。%聽取濾波后的語音 wavwrite(y,fs,bits,’ 高通 ’)。% 將濾波后的語音保存為“高通 .wav” Y=fft(y)。 subplot(223)。plot(y)。title(39。IIR濾波后信號的波形 39。)。 subplot(224)。plot(Y)。title(39。IIR濾波后信號的頻譜 39。)。 經(jīng)過高通濾波器處理后，比較濾波前后的波形圖的變化，如圖 46 所示： 圖 46 高通濾波后波形和頻譜的變化 高通濾波后，只能聽到少許雜音，原因是低頻分量被高通濾波器衰減，而人的聲音部分正好是低頻部分，所以只剩下雜音了。 語音信號的帶通濾波 運用巴特沃斯帶通濾波器函數(shù)，帶通濾波器性能指標(biāo)： N=5。wc=[ ]。帶通濾波器處理程序如下： [x,fs,bits]=wavread(39。voice39。)。 N=5。wc=[ ] 。 [b,a]=butter(N,wc)。 22 X=fft(x)。 subplot(221)。plot(x)。title(39。濾波前信號的波形 39。)。 subplot(222)。plot(X)。title(39。濾波前信號的頻譜 39。)。 y=filter(b,a,x)。%IIR帶通濾波 Y=fft(y)。 sound(y,fs,bits)。% 聽取濾波后的語音 wavwrite(y,fs,bits,’ 帶通 ’)。% 將濾波后的語音保存為“帶通 .wav” subplot(223)。plot(y)。title(39。 IIR 濾波后信號的波形 39。)。 subplot(224)。plot(Y)。title(39。 IIR 濾波后信號的頻譜 39。)。 經(jīng)過帶通濾波器處理后，比較濾波前后的波形圖的變化，如圖 47 所示 : 圖 47 帶通濾波波形和頻譜的變化 帶通濾波后，聽到的聲音有點像機器人發(fā)出的聲音。 語音信號的帶阻濾波 運用巴特沃斯數(shù)字帶阻濾波器，帶阻濾波器性能指標(biāo)： N=5。wc=[ ]。帶阻濾波器處理程序如下： 23 [x,fs,bits]=wavread(39。voice39。)。 N=5。wc=[ ] 。 [b,a]=butter(N,wc,39。stop39。)。 X=fft(x)。 subplot(221)。plot(x)。title(39。濾波前信號的波形 39。)。 subplot(222)。plot(X)。title(39。濾波前信號的頻譜 39。)。 y=filter(b,a,x)。%IIR帶阻濾波 Y=fft(y)。 sound(y,fs,bits)。% 聽取濾波后的語音 wavwrite(y,fs,bits,’ 帶阻 ’)。% 將濾波后的語音保存為“帶阻 .wav” subplot(223)。plot(y)。title(39。 IIR 濾波后信號的波形 39。)。 subplot(224)。plot(Y)。title(39。 IIR 濾波后信號的頻譜 39。)。 經(jīng)過帶阻濾波器處理后，比較濾波前后的波形圖的變化，如圖 48 所示： 圖 48 帶阻濾波波形和頻譜的變化 帶阻濾波后，聽到的聲音比較接近原來的聲音。 24 五、 圖形用戶界面制作 Matlab 中圖形用戶界面的制作有兩種方法： M 文件和 GUIDE，本設(shè)計采用 GUIDE 的方法制作 GUI。 ①新建一個空白 GUI 模板：進(jìn)入 Matlab 程序界面以后執(zhí)行 File→ New→ GUI 過程，即可進(jìn)入。 ②選擇空白模板選項條，單擊 OK，一個空白 GUI 模板生成。 ③拖拉白色框的右下角調(diào)整界面大小，現(xiàn)在就可以開始設(shè)計 GUI 功能界面了。從左邊控件框選擇所需要的控件放置在 GUI 面板中，然后對各個控件進(jìn)行編輯，包括位置、大小、顏色、名稱以及編寫回調(diào)函數(shù)等。本設(shè)計主要用到下拉菜單、坐標(biāo)系、框架和按鈕，現(xiàn)分別介紹。 ④按鈕設(shè)計：按鈕鍵又稱命令按鈕或按鈕，是小的長方形屏幕對象，常常在對象本身標(biāo)有文本。將鼠標(biāo)指針移至對象，單擊鼠標(biāo)按鈕執(zhí)行由回調(diào)字符串所定義的動作。單擊空間框左側(cè)的 Push Button 按鈕，在按鈕上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇 view→ callbacks→ callback 即可 在 M 文件中找到該按鈕的回調(diào)函數(shù)位置。然后編寫功能函數(shù)，本設(shè)計中該按鈕的功能是繪制原始波形，那么只需要讀取語音信號并畫出波形。 ⑤坐標(biāo)系設(shè)計：坐標(biāo)軸對象是許多圖形對象的父對象，每一個可視化顯示用戶數(shù)據(jù)的圖形窗口都包含一個或多個坐標(biāo)軸對象。坐標(biāo)軸對象確定了圖形窗口的坐標(biāo)系統(tǒng)，所有繪圖函數(shù)都會使用當(dāng)前坐標(biāo)軸對象或創(chuàng)建一個新的坐標(biāo)軸對象，用于確定其繪圖數(shù)據(jù)點在圖形中的位置。 單擊空間框左側(cè)的 Axes 按鈕，在圖形編輯框中確定其位置后單擊鼠標(biāo)左鍵即可放置。 25 ⑥框架設(shè)計；框架對象僅是帶色彩的矩形區(qū)域，框架提供了視覺的分隔 性，框架的 style 屬性值是 Frame。在其他對象放入框架之前，框架應(yīng)事先定義，否則框架可能覆蓋控件框使他們不可見。 本文設(shè)計的最終圖形用戶界面如圖 51 所示： 圖 51 圖形用戶界面窗口 六、結(jié)論 本文對語音信號的簡單處理做了詳細(xì)介紹，采用了一系列信號分析和處理技術(shù)，實現(xiàn)了語音信號的基本處理的功能，經(jīng)過測試運行，基本達(dá)到了預(yù)期目的。 本文的程序主要有以下優(yōu)點： 1）操作界面簡練。在進(jìn)行語音信號處理的圖形用戶界面中，菜單按鍵明了，每個功能只對應(yīng)一個按鍵，省去了大型軟件的操作復(fù)雜步驟。 2）處理速度快。由于整個操作過程存在多個分步驟，并且每個步驟的聯(lián)系不是很緊密，所以每個步驟的運行速度很快。 26 但由于知識能力有限，當(dāng)中也存在相當(dāng)?shù)牟蛔恪１疚闹械某绦騼H能進(jìn)行一般應(yīng)用條件下的語音信號處理，功能比較單一，不能進(jìn)行復(fù)雜的語音信號處理。對于濾波的研究，本文只是舉出了很小的一個方面，還有許多精髓都未能一一列舉。至于用戶界面的設(shè)計，由于本人是初次接觸，僅就剛學(xué)到的一些知識加以運用，于是界面設(shè)計的還是很粗糙。所以，今后還有很多地方有待學(xué)習(xí)和提高。 27 參考文獻(xiàn) [1]胡航 .語音信號處理 [M].第 4版 . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2020 [2]陳杰 .Matlab寶典 [M].第 2版 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [3]高西全，丁玉美 .數(shù)字信號處理 [M].第 3版 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 [4]程佩青 .數(shù)字信號處理教程 [M].第 3版 .北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [5]蘇金明，張蓮花，劉波 .Matlab工具箱應(yīng)用 [M].第 1版 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [6]劉衛(wèi)國 .MATLAB程序設(shè)計與應(yīng)用 [M].第 2版 .北京：高等教育出版社， 2020 [7]董辰輝，彭雪峰 .MATLAB2020全程指南 [M].第 1版 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [8]王洪元 .MATLAB語言及其在電子信息工程中的應(yīng)用 [M].第 1版 .北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [9]楊述斌，李永全 .數(shù)字信號處理實踐教程 [M].第 1版 .武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2020 [10]趙淑敏 .基于 MATLAB實現(xiàn)對語音信號頻譜分析 [J].江西通信科技 ,2020，（ 01）： 1215 [11]徐靖濤，王金根 .基于 MATLAB 的語音信號分析和處理 [J].重慶科技學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版） ,2020， (03):132135 [12]Joyce Van de Vegte. Fundamentals of Digital Signal Processing[M].第 1 版 .北京：電子工業(yè)出版社 ,2020 [13]張登奇，楊慧銀 .信號的頻譜分析及 MATLAB 實現(xiàn) [J].湖南理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版） ,2020，（ 03）： 2933 28 致 謝 能夠完成這次的畢業(yè)論文設(shè)計，離不開眾多同學(xué)和老師的幫助與鼓勵。首先，我最應(yīng)該感謝的是我的指導(dǎo)老師李海燕老師。李老師無論是教學(xué)還是科研，都有大量的工作急需解決，同時，她還要帶領(lǐng)我們多名本科生完成畢業(yè)論文，負(fù)擔(dān)的確很大。即使這樣，她仍然在百忙之中抽出時間，對我們的實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計中遇到的問題進(jìn)行分析講解，并給出合理的建議。并且她給我們更自由的發(fā)揮空間讓我們自己完成論文的設(shè)計部分，而不過多的進(jìn)行約束。 其次，感謝我的同學(xué)在論文寫作過程中給予我的支持和幫助，沒有他們的幫助，我的論文不會這么順利地完成。 最后，對我在參 考資料中提到的各位作者表示感謝，他們?yōu)槲业漠厴I(yè)論文提供的大量資料和理論基礎(chǔ)，給予我許多啟發(fā)，再次祝賀他們在學(xué)術(shù)上取得的成就。