【正文】 ............................. 4 語音信號的分析及處理方法 ...................................................................... 5 第 3 章 語音信號的采集 ............................................................................................... 7 語音信號的特點 .......................................................................................... 7 語音信號的采集 .......................................................................................... 7 第 4 章 語音信號的分析 ............................................................................................. 11 語音信號的時域分析 ................................................................................ 11 語音信號的頻域分析 ................................................................................ 13 語音信號的語譜圖 .................................................................................... 16 第 5 章 圖形用戶界面制作 ......................................................................................... 19 窗口界面的實現(xiàn)過程 ................................................................................ 19 用戶界面 .................................................................................................... 21 參 考 文 獻 ................................................................................................................... 23 致謝 .............................................................................................................................. 24 基于 Matlab 的聲信號采集與譜分析設(shè)計 作者： 尹青山 第 1 頁 共 22 頁 第 1章 緒 論 引言 20 世紀 60 年代中期形成的一系列數(shù)字信號處理的理論和算法，如數(shù)字濾波器、快速傅立葉變換（ FFT）等是語音信號數(shù)字處理的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。signal processing。 【關(guān)鍵字】聲音 信號 ； 信號處理 ； Matlab；傅里葉變換 Abstract Speech signal processing is to study the use of digital signal processing technology and knowledge of the voice signal voice processing of the emerging discipline is the fastest growing areas of information science one of the core technology. Transmission of information through the voice of humanity39。 Matlab 語言是一種數(shù)據(jù)分析和處理功能十分強大的計算機應(yīng)用軟件，它可以將聲音文件變換為離散的數(shù)據(jù) 文件，然后利用其強大的矩陣運算能力處理數(shù)據(jù)，如數(shù)字濾波、傅里葉變換、時域和頻域分析、聲音回放以及各種圖的呈現(xiàn)等，它的信號處理與分析工具箱為語音信號分析提供了十分豐富的功能函數(shù)，利用這些功能函數(shù)可以快捷而又方便地完成語音信號的處理和分析以及信號的可視化，使人機交互更加便捷。 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 基于 Matlab 的聲信號采集 與譜分析設(shè)計 姓 名： 尹青山 學(xué) 號： 202105230365 指導(dǎo)教師： 王麗麗 、 陳慶鵬 院系 (部所 )： 光電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 完成日期： 2021 年 05 月 15日 學(xué)校代碼： 10904 摘 要 聲音信號處理是研究用數(shù)字信號處理技術(shù)和聲音 學(xué)知識對語音信號進行處理的新興的學(xué)科，是目前發(fā)展最為迅速的信息科學(xué)研究領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。通過語音傳遞信息是人類最重要、最有效、最常用和最方便的交換信息形式。信號處理是 Matlab 重要應(yīng)用的領(lǐng)域之一。s most important, most effective, most popular and most convenient form of exchange of information.. Matlab language is a data analysis and processing functions are very powerful puter application software, sound files which can be transformed into discrete data files, then use its powerful ability to process the data matrix operations, such as digital filtering, Fourier transform, when domain and frequency domain analysis, sound playback and a variety of map rendering, and so on. Its signal processing and analysis toolkit for voice signal analysis provides a very rich feature function, use of these functions can be quick and convenient features plete voice signal processing and analysis and visualization of signals, makes puter interaction more convenient . Matlab Signal Processing is one of the important areas of application. 【 Keywords】 voice signal 。matlab。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展：進入 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； 80 年代初一種新的基于聚類分析的高效數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) — 矢量量化（ VQ）應(yīng)用于語音信號處理中；而用隱馬爾可夫模型（ HMM）描述語音信號過程的產(chǎn)生是 80 年代語音信號處理技術(shù)的重大發(fā)展，目前 HMM 已構(gòu)成了現(xiàn)代語音識別研究的重要基石。 信號分析主要包括時域分析和頻域分析。 頻譜分析在生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究中獲得日益廣泛的應(yīng)用。因此對譜分析方法的研究，受到人們的普遍注意和重視，是當前信號處理技術(shù)中一個十分活躍的課題。然而長期的應(yīng)用和近年來的理論分析表明：經(jīng)快速傅立葉變換得到的離散頻譜，頻率、幅值和相位均可能產(chǎn)生較大誤差，單諧波加矩形窗時最大誤差從理論上分析可達基于 Matlab 的聲信號采集與譜分析設(shè)計 作者： 尹青山 第 2 頁 共 22 頁 %；即使加其他窗時，也不能完全消除此影響，在加 Hanning 窗時，只進行幅值恢復(fù)時的最大幅值誤差仍高達 %，相位誤差高達 90 度。從上世紀 70 年代中期，有關(guān)學(xué)者開始致力于頻譜校正理論的研究以期解決離散頻譜誤差較大的問題 , 通過加窗、局部細化、多點卷積幅值修正等方法來提高頻率識別精度，解決了離散高次諧波參數(shù)的精確測量等問題。而實際 工程中的很多信號是密集頻率成分或連續(xù)頻率成分的信號，比如“拍振”信號是最簡單的密集頻率信號。在有限樣本長度下，僅僅由此類信號的 FFT 頻譜很難識別其頻率構(gòu)成，也不能確定其各頻率的參數(shù)。對此類信號在進行離散頻譜分析時所產(chǎn)生誤差的分析方法與頻率間隔較大的信號誤差分析方法存在巨大差異，校正方法也不相同，校正的難度極大。當前，具有密集頻譜的頻譜校正問題是目前頻譜校正技術(shù)最難解決的問題之一，成為工程界和研究離散頻譜校正的學(xué)者們關(guān)注的焦點。 基于 Matlab 的聲信號采集與譜分析設(shè)計 作者： 尹青山 第 3 頁 共 22 頁 2．信號采集 采集聲音信號，并對其進行 FFT 頻譜分析，畫出信號的時域波形圖和頻譜圖。并對其進行 FFT 頻譜分析，比較加噪前后語音信號的波形及頻譜，對所得結(jié)果進行分析，闡明原因，得出結(jié)論。 5．信號處理 用所設(shè)計的濾波器對含噪語音信號進行濾波。畫出處理過程中所得各種波形及頻譜圖。比較濾波前后語音信號的波形及頻譜，對所得結(jié)果和濾波器性能進行頻譜分析，闡明原因，得出結(jié)論。 基于 Matlab 的聲信號采集與譜分析設(shè)計 作者： 尹青山 第 4 頁