【正文】 ck，在 M文件中找到該按鈕的回調(diào)函數(shù)位置，然后在該按鈕下的回調(diào)函數(shù)位置編寫功能函數(shù)。FIR 濾波后信號(hào)頻譜 39。 %播放濾除噪聲后的聲音信號(hào) plot(Z)。 angZ=angle(Z)。 Z=fft(z,4096)。a=1。 global angZ。 global Z； global z。%顯示波形 在信號(hào) FIR 這一塊按鈕的“頻譜”按鈕上單擊鼠標(biāo)右鍵選擇 view callbacks→ callback，在 M文件中找到該按鈕的回調(diào)函數(shù)位置，然后在該按鈕下的回調(diào)函數(shù)位置編寫功能函數(shù)。FIR 濾波后信號(hào)波形 39。 %播放濾除噪聲后的聲音信號(hào) plot(z)。 angZ=angle(Z)。 Z=fft(z,4096)。a=1。 global angZ。 global Z； global z。 在信號(hào) FIR 這一塊按鈕的“波形”按鈕上單擊鼠標(biāo)右鍵選擇語(yǔ)音信號(hào)采集與分析 11 view callbacks→ callback，在 M文件中找到該按鈕的回調(diào)函數(shù)位置，然后在該按鈕下的回調(diào)函數(shù)位置編寫功能函數(shù)。%將變量轉(zhuǎn)換 成 WAV 文件，輸出保存 。劉敏 39。 Fs=22050,Nbits=16。幅值 39。)。 xlabel(39。加噪后的語(yǔ)音信號(hào)頻譜 39。 plot(f,abs(y2(1:512)))。)。 ylabel(39。Hz39。)。title(39。 figure(3) subplot(2,1,1)。幅值 n39。)。 xlabel(39。加噪后的語(yǔ)音信號(hào) 39。%播放加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào) y2=fft(x2,1024)。x2=*m+x1。,0)。randn(39。幅值 39。)。xlabel(39。高斯隨機(jī)噪聲 39。%產(chǎn)生一與 x 長(zhǎng)度一致的隨機(jī) 信號(hào) sound(x2,22050)。%對(duì)信號(hào)做 1024 點(diǎn) FFT 變換 f=fs*(0:511)/1024。 %讀取語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)據(jù)，賦給變量 x1 t=0:1/22050:(size(x1)1)/22050。畢設(shè)語(yǔ)音 .wav39。功能函數(shù)具體如下： fs=22050。grid 信號(hào)的高斯加噪及波形的顯示 。N=1024(d)39。)。ylabel(39。頻率（ Hz） 39。plot(f(1:N/2),magy(1:N/2))。)。 title(39。幅值 39。)。 xlabel(39。%進(jìn)行對(duì)應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)換 陜西科技大學(xué)畢業(yè) 論文 10 subplot(223)。%進(jìn)行 fft 變換并求幅值 f=(0:length(y)1)39。 y=fft(x,N)。grid fs=100。N=128(b)39。)。ylabel(39。頻率（ Hz） 39。plot(f(1:N/2),magy(1:N/2))。)。%給坐標(biāo)軸添加說明 title(39。幅值 39。)。%顯示波形 xlabel(39。 subplot(221)。%取其幅值 f=(0:length(y)1)39。%設(shè)定采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù) y=fft(x,N)。%播放信號(hào) fs=100。)。功能函數(shù)具體如下： function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles) x=wavread(39。%顯示信號(hào)相位波形 信號(hào)的定點(diǎn)分析 。原始信號(hào)相位 39。%取變換后的幅值和角度 plot(angX)。 magX=abs(X)。 global angX。 global X。%顯示信號(hào)頻譜波形 在“相位”按鈕上單擊鼠標(biāo)右鍵選擇 view callbacks→ callback，在 M文件中找到該按鈕的回調(diào)函數(shù)位置，然后在該按鈕下的回調(diào)函數(shù)位置編寫功能函數(shù)。原始信號(hào)頻譜 39。%取變換后的幅值和角度 plot(X)。 magX=abs(X)。 global angX。 global X。%顯示信號(hào)幅度波形 在“頻譜”按鈕上單擊鼠標(biāo)右鍵選擇 view callbacks→ callback，在 M文件中找到該按鈕的回調(diào)函數(shù)位置，然后在該按鈕下的回調(diào)函數(shù)位置編寫功能函數(shù)。原始信號(hào)幅值 39。 %取變換后的幅值和角度 plot(magX)。 magX=abs(X)。 global angX。 global X。 在“幅度”按鈕上單擊鼠標(biāo)右鍵選擇 view callbacks→ callback，在 M 文件中找到該按鈕的回調(diào)函數(shù)位置，然后在該按鈕下的回調(diào)函數(shù)位置編寫功能函數(shù)。 點(diǎn)擊此按鈕，執(zhí)行此程序后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)播放“畢設(shè)語(yǔ)音 .wav”語(yǔ)音。功能函數(shù)具體如下： function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) global I。 聲音播放 。)。 title(39。 angX=angle(X)。 X=fft(I,4096)。 file=strcat(pathname,filename)。請(qǐng)選擇打開文件 39。}。 H={39。 global magX。功能函數(shù)具體如下： function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) global I。 圖 31 圖形用戶界面 陜西科技大學(xué)畢業(yè) 論文 8 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 信號(hào)打開 。 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。然后編寫功能函數(shù)，本設(shè)計(jì)中該按鈕的功能是繪制原始波形，那么只需要讀取語(yǔ)音信號(hào)并畫出波形。將按鈕放在指定位置后，為實(shí)現(xiàn)某些功能 開始編寫回調(diào)函數(shù)，確定按鈕功能。 a） 按鈕 控件設(shè)計(jì) ：按鈕鍵又稱命令按鈕或按鈕，是小的長(zhǎng)方形屏幕對(duì)象，常常在對(duì)象本身標(biāo)有文本。從左邊控件框選擇所需要的控件放置在 GUI 面板中，然后對(duì)各個(gè)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。 a） 新建一個(gè)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 GUIDE 快速啟動(dòng)界面 。相反， FIR 濾波器卻可以得到嚴(yán)格的線性相位，然而由于 FIR 濾波器傳輸函數(shù)的極點(diǎn)固定在原點(diǎn)，所以只能用較高的階數(shù)達(dá)到高的選擇性；對(duì)于同樣的濾波器設(shè)計(jì) 指標(biāo)， FIR 濾波器所要求的階數(shù)可以比 IIR 濾波器高 5~10語(yǔ)音信號(hào)采集與分析 7 倍，結(jié)果，成本較高，信號(hào)延時(shí)也較大；如果按相同的選擇性和相同的線性要求來說，則 IIR濾波器就必須加全通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相位較正，同樣要大增加濾波器的節(jié)數(shù)和復(fù)雜性。但是這個(gè)高效率是以相位的非線性為代價(jià)的。 c）利用有限精度算法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)函數(shù)，包括結(jié)構(gòu)選擇、字長(zhǎng)選擇等。 b）用一個(gè)因果、穩(wěn)定的離散線性時(shí)不變系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)去逼近這一性能指標(biāo)。 數(shù)字濾 波器的作用是利用離散時(shí)間系統(tǒng)的特性對(duì)輸入信號(hào)波形 (或頻譜 )進(jìn)行加工處理，或者說利用數(shù)字方法按預(yù)定的要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換。 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理 數(shù)字濾波是數(shù)字信號(hào)分析中最重要的組成部分之一，與模擬濾波相比，它具有精度和穩(wěn)定性高、系統(tǒng)函數(shù)容易改變、靈活性強(qiáng)、便于大規(guī)模集成和可實(shí)現(xiàn)多維濾波等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹的是語(yǔ)音信號(hào)的傅里葉分析法。 語(yǔ)音信號(hào)的頻域分析 語(yǔ)音信號(hào)的頻域分析就是分析語(yǔ)音信號(hào)的頻域持征。函數(shù) FFT 的另一種調(diào)用格式為 y=fft(x,N)，式中， x， y意義同前， N 為正整數(shù)。函數(shù)FFT 用于序列快速傅立葉變換，其調(diào)用格式為 y=fft(x)，其中， x是序列， y是序列的 FFT， x可以為一向量或矩陣，若 x為一向量， y是 x的 FFT 且和 x 相同長(zhǎng)度；若 x為一矩陣，則 y是對(duì)矩陣的每一列向量進(jìn)行 FFT。 時(shí) 域信號(hào)的 FFT分析 FFT 即為快速傅氏變換，是離散傅氏變換的快速算法，它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實(shí)等特性，對(duì)離散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的 [12]。 用于對(duì)聲音的回放。 [N1 N2]表示讀取從 N1 點(diǎn)到 N2 點(diǎn)的值（若只有一個(gè) N 的點(diǎn)則表示讀取前 N 點(diǎn)的采樣值）。,[N1 N2])。 語(yǔ)音的錄入與打開 在 MATLAB 中， [y,fs,bits]=wavread(39。采樣頻率與聲音頻率之間有一定的關(guān)系，根據(jù)奎斯特理論，只有采樣頻率高于聲音信號(hào)最高頻率的兩倍時(shí)，才能把數(shù)字信號(hào)表示的聲音還原成為原來的聲音。采樣頻率的倒數(shù)是采樣周期或者叫作 采樣時(shí)間 ，它是采樣之間的時(shí)間間隔。 語(yǔ)音信號(hào)采集與分析 5 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論依據(jù) 采樣定理 在進(jìn)行模擬 /數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)采樣頻率 大于信號(hào)中，最高頻率 fmax 的2 倍時(shí)，即： =2fmax,則采樣之后的數(shù) 字信號(hào)完整地保留了原始信號(hào)中的信息，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高頻率的 5～ 10 倍；采樣定理又稱奈奎斯特定理 [10]。在新的版本中也加入了對(duì) C， FORTRAN， C++， JAVA 的支持。 MATLAB 可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、 信號(hào)處理 與通訊、圖像處理 、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。 圖 21 MATLAB 的軟件系統(tǒng)介紹 MATLAB 和 Mathematica、 Maple 并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它將 數(shù)值分析 、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 （如 C、 Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平 [8]。 MATLAB 仿真軟件的介紹 MATLAB 是 matrix 和 laboratory 兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。 語(yǔ)音信號(hào)的處理的要求及可行性 本次語(yǔ)音信號(hào)的采集與分析的設(shè)計(jì)主要是介紹語(yǔ)音信號(hào)的采集與分析方法，通過 PC 機(jī)錄制一段聲音，通過制作圖形用戶界面 GUI，并運(yùn)用 MATLAB 提供的函數(shù)進(jìn)行分析，并畫出采樣后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖，對(duì)所采集的語(yǔ)音信 號(hào)加入干擾噪聲，對(duì)加入噪聲的信號(hào)進(jìn)行播放，并進(jìn)行時(shí)域和頻譜分析；對(duì)比加噪前后的時(shí)域圖和頻譜圖，并設(shè)計(jì)濾波器進(jìn)陜西科技大學(xué)畢業(yè) 論文 4 行濾除噪聲。 b）在時(shí)域內(nèi)，語(yǔ)音信號(hào)具有“短時(shí)性”的特點(diǎn)，即在總體上，語(yǔ)音信號(hào)的特征是隨著時(shí)間的變化而變化的，但在一定的較短的時(shí)間間隔內(nèi)，語(yǔ)音信號(hào)會(huì)保持平穩(wěn)。 語(yǔ)音信號(hào)的特點(diǎn) 通過研究人員對(duì)大量語(yǔ)音信號(hào)的觀測(cè)和分析發(fā)現(xiàn)，語(yǔ)音信號(hào)主要是有以下兩個(gè)特點(diǎn)： a）在頻域內(nèi)，語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分量主要是集中在