【正文】 )。title(39。figure(3) subplot(2,1,1)。幅值 n39。)。xlabel(39。加噪后的語音信號39。%播放加噪聲后的語音信號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 長度一致的隨機(jī)信號sound(x2,22050)。%對信號做 1024 點(diǎn) FFT 變換f=fs*(0:511)/1024。 %讀取語音信號的數(shù)據(jù)，賦給變量 x1t=0:1/22050:(size(x1)1)/22050。39。功能函數(shù)具體如下：fs=22050。grid信號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)行對應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)換subplot(223)。%進(jìn)行 fft 變換并求幅值f=(0:length(y)1)39。y=fft(x,N)。gridfs=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fs=100。)。功能函數(shù)具體如下：function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles)x=wavread(39。%顯示信號相位波形信號的定點(diǎn)分析。原始信號相位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)會自動播放“”語音。功能函數(shù)具體如下：陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 8function 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 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)信號打開。單擊空間框左側(cè)的 Axes 按鈕，語音信號采集與分析 7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，那么只需要讀取語音信號并畫出波形。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，是小的長方形屏幕對象，常常在對象本身標(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。a）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 GUIDE 快速啟動界面。相反，F(xiàn)IR 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；對于同樣的濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo)，F(xiàn)IR 濾波器所要求的階數(shù)可以比 IIR 濾波器高 5~10 倍，結(jié)果，成本較高，信號延時也較大；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。但是這個高效率是以相位的非線性為代價的。 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、字長選擇等。陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 6 b）用一個因果、穩(wěn)定的離散線性時不變系統(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間系統(tǒng)的特性對輸入信號波形(或頻譜)進(jìn)行加工處理，或者說利用數(shù)字方法按預(yù)定的要求對信號進(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)。本文介紹的是語音信號的傅里葉分析法。 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。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 相同長度；若x 為一矩陣，則 y 是對矩陣的每一列向量進(jìn)行 FFT。 時域信號的 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，對離散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的 [12]。 用于對聲音的回放。[N1 N2]表示讀取從 N1 點(diǎn)到 N2 點(diǎn)的值（若只有一個 N 的點(diǎn)則表示讀取前 N 點(diǎn)的采樣值） 。,[N1 N2])。 語音的錄入與打開在 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最高頻率的兩倍時，才能把數(shù)字信號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間，它是采樣之間的時間間隔。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)字信號的轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)采樣頻率 大于信號中，最高頻率fmax 的 2 倍時，即：=2fmax,則采樣之后的數(shù)字信號完整地保留了原始信號中的信息，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號最高頻率的 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 C，F(xiàn)ORTRAN，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、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、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態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個易于使用的視窗環(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)語言（如 C、Fortran ）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(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 兩個詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室） 。語音信號采集與分析 3 語音信號的處理的要求及可行性本次語音信號的采集與分析的設(shè)計(jì)主要是介紹語音信號的采集與分析方法，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，并畫出采樣后語音信號的時域波形和頻譜圖，對所采集的語音信號加入干擾噪聲，對加入噪聲的信號進(jìn)行播放，并進(jìn)行時域和頻譜分析；對比加噪前后的時域圖和頻譜圖，并設(shè)計(jì)濾波器進(jìn)行濾除噪聲。b）在時域內(nèi)，語音信號具有“短時性”的特點(diǎn)，即在總體上，語音信號的特征是隨著時間的變化而變化的，但在一定的較短的時間間隔內(nèi)，語音信號會保持平穩(wěn)。 語音信號的特點(diǎn)通過研究人員對大量語音信號的觀測和分析發(fā)現(xiàn)，語音信號主要是有以下兩個特點(diǎn)：a）在頻域內(nèi)，語音信號的頻譜分量主要是集中在 300Hz—3400Hz 的范圍內(nèi)。以上這些聲音都不是語言。語音是人類發(fā)音器官發(fā)出的、具有一定意義的、能起社會交際作用的聲音,能夠代表一定的意義，這是語言的聲音同自然界其他一切聲音的本質(zhì)區(qū)別。陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文 22 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性研究 語音信號處理的概念 語音信號處理簡稱語音處理，是以語音學(xué)和數(shù)字信號處理為基礎(chǔ)而形成的一門綜合性學(xué)科，處理的目的是要得到一些語音參數(shù)以便高效的傳輸或存儲，或者通過處理的某種運(yùn)算以達(dá)到某種用途的要求，例如人工合成出語音，辨識出說話者，識別講話的內(nèi)容等。語音信號處理的各項(xiàng)課題是促進(jìn)其發(fā)展的重要動力之一，同時，它的許多成果也體現(xiàn)在有關(guān)語音信號處理的各項(xiàng)技術(shù)之中 [4]。隨著信息科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，語音信號處理取得了重大的進(jìn)展：進(jìn)入 70 年代之后，提出了用于語音信號的信息壓縮和特征提取的線性預(yù)測技術(shù)（LPC） ，并已成為語音信號處理最強(qiáng)有力的工具，廣泛應(yīng)用于語音信號的分析、合成及各個應(yīng)用領(lǐng)域，以及用于輸入語音與參考樣本之間時間匹配的動態(tài)規(guī)劃方法； 20 世紀(jì) 80 年代，由于矢量量化，隱馬爾可夫模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)的研究取得了迅速發(fā)展，并相繼被應(yīng)用與語音信號處理，經(jīng)過不斷的改進(jìn)與完善，使得語音信號處理技術(shù)產(chǎn)生了突破型的進(jìn)展。各種突破性的思想不斷涌現(xiàn)。60 年代之前的發(fā)展主要有：1876 年 Bell 發(fā)明電話，1939 年 研制成功第一個聲碼器，1942 年 Bell 實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了語譜儀， 1948 年美國 Haskin 實(shí)驗(yàn)室研制成功“語圖回放機(jī)” ，1952 年 Bell 實(shí)驗(yàn)室研制成能識別十個英語數(shù)字的識別器。因?yàn)樵S多處理的新方法的提出，首先是在語音信號處理中獲得成功，然后再推廣語音信號采集與分析 1到其他領(lǐng)域 [3]。語音信號采集與分析是以語音語言學(xué)和數(shù)字信號處理為基礎(chǔ)而形成的一門涉及面很廣的綜合性學(xué)科，與心理、生理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、通信與信息科學(xué)以及模式識別和人工智能等學(xué)科都有著非常密切的關(guān)系。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。它正在直接與辦公、交通、金融、公安、商業(yè)、旅游等行業(yè)的語音咨詢與管理．工業(yè)生產(chǎn)部門的語聲控制，電話、電信系統(tǒng)的自動撥號、輔助控制與查詢以及醫(yī)療衛(wèi)生和福利事業(yè)的生活支援系統(tǒng)等各種實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域相接軌，并且有望成為下一代操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的用戶界面。隨著計(jì)算機(jī)越來越向便攜化方向發(fā)展，隨著計(jì)算環(huán)境的日趨