【正文】 創(chuàng)造和記載幾千年人類文明史的根本手段，沒有語言就沒有今天的人類文明。語音信號(hào)處理是研究用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行處理的一門學(xué)科，它是一門新興的學(xué)科，同時(shí)又是綜合性的多學(xué)科領(lǐng)域和涉及面很廣的交叉學(xué)科。隨著信息科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，語音信號(hào)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(hào)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(hào)處理最強(qiáng)有力的工具，廣泛應(yīng)用于語音信號(hào)的分析、合成及各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，以及用于輸入語音與參考樣本之間時(shí)間匹配的動(dòng)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(hào)處理中；而用隱馬爾可夫模型（HMM）描述語音信號(hào)過程的產(chǎn)生是80年代語音信號(hào)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(shí)別研究的重要基石。 研究內(nèi)容本論文主要介紹的是的語音信號(hào)的簡單處理。能對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行采集，并對(duì)其進(jìn)行各種處理，達(dá)到簡單的語音信號(hào)處理的目的。硬件環(huán)境：① 處理器：Inter Pentium 166 MX 或更高② 內(nèi)存：512MB或更高③ 硬盤空間：40GB或更高④ 顯卡：SVGA顯示適配器軟件環(huán)境：操作系統(tǒng)：Window 98/ME/2000/XP 開發(fā)環(huán)境 開發(fā)環(huán)境主要介紹了本系統(tǒng)采用的操作系統(tǒng)、開發(fā)語言。與早期計(jì)算機(jī)使用的命令行界面相比，圖形界面對(duì)于用戶來說在視覺上更易于接受。 系統(tǒng)基本要求本文是用Matlab對(duì)含噪的的語音信號(hào)同時(shí)在時(shí)域和頻域進(jìn)行濾波處理和分析，在MATLAB應(yīng)用軟件下設(shè)計(jì)一個(gè)簡單易用的圖形用戶界面（GUI），來解決一般應(yīng)用條件下的各種語音信號(hào)的處理。2） 語音信號(hào)的處理語音信號(hào)的處理主要包括信號(hào)的提取、信號(hào)的調(diào)整、信號(hào)的變換和濾波等。在語音編碼、語音合成、語音識(shí)別和語音增強(qiáng)等語音處理中無一例外需要提取語音中包含的各種信息。語音信號(hào)分析可以分為時(shí)域和變換域等處理方法，其中時(shí)域分析是最簡單的方法，直接對(duì)語音信號(hào)的時(shí)域波形進(jìn)行分析，提取的特征參數(shù)主要有語音的短時(shí)能量，短時(shí)平均過零率，短時(shí)自相關(guān)函數(shù)等。② 調(diào)整：在設(shè)計(jì)的用戶圖形界面下對(duì)輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行各種變化，如變化幅度、改變頻率等操作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)語音信號(hào)的調(diào)整。因?yàn)閷?duì)于線性系統(tǒng)來說，可以很方便地確定其對(duì)正弦或復(fù)指數(shù)和的響應(yīng)，所以傅立葉分析方法能完善地解決許多信號(hào)分析和處理問題。由于語音信號(hào)是隨著時(shí)間變化的，通常認(rèn)為，語音是一個(gè)受準(zhǔn)周期脈沖或隨機(jī)噪聲源激勵(lì)的線性系統(tǒng)的輸出。聲道系統(tǒng)的頻率響應(yīng)及激勵(lì)源都是隨時(shí)間變化的，因此一般標(biāo)準(zhǔn)的傅立葉表示雖然適用于周期及平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的表示，但不能直接用于語音信號(hào)。① 變換：在用戶圖形界面下對(duì)采集的語音信號(hào)進(jìn)行Fourier等變換，并畫出變換前后的頻譜圖和變換后的倒譜圖。3）語音信號(hào)的效果顯示 通過用戶圖形界面的輸出功能，將處理后的信號(hào)的語音進(jìn)行播放，試聽處理后的效果。信號(hào)調(diào)整幅度調(diào)整頻率調(diào)整 信號(hào)調(diào)整信號(hào)的濾波采用了四種濾波方式，來觀察各種濾波性能的優(yōu)缺點(diǎn)：信號(hào)濾波切比雪夫—I型低通濾波橢圓數(shù)字帶通濾波切比雪夫—Ⅱ型帶阻濾波切比雪夫—Ⅱ型高通濾波 語音信號(hào)濾波的方式在以上三圖中，可以看到整個(gè)語音信號(hào)處理系統(tǒng)的流程大概分為三步，首先要讀入待處理的語音信號(hào)，然后進(jìn)行語音信號(hào)的處理，包括信息的提取、幅度和頻率的變換以及語音信號(hào)的傅里葉變換、濾波等；濾波又包括低通濾波、高通濾波、帶通濾波和帶阻濾波等方式。以上是本系統(tǒng)的工作流程，本文將從語音信號(hào)的采集開始做詳細(xì)介紹。Blip39。用于讀取語音，采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率(Hz)，bits表示采樣位數(shù)。 sound(x,fs,bits)。向量y則就代表了一個(gè)信號(hào)（也即一個(gè)復(fù)雜的“函數(shù)表達(dá)式”）也就是說可以像處理一個(gè)信號(hào)表達(dá)式一樣處理這個(gè)聲音信號(hào)。采樣頻率是指錄音設(shè)備在一秒鐘內(nèi)對(duì)聲音信號(hào)的采樣次數(shù)，采樣頻率越高聲音的還原就越真實(shí)越自然。無論采樣頻率如何，理論上來說采樣的位數(shù)決定了音頻數(shù)據(jù)最大的力度范圍。采樣位數(shù)越多則捕捉到的信號(hào)越精確。顯然采樣率越高，計(jì)算機(jī)攝取的圖片越多，對(duì)于原始音頻的還原也越加精確。在MATLAB的信號(hào)處理工具箱中函數(shù)FFT和IFFT用于快速傅立葉變換和逆變換。如果x長度是2的冪次方，函數(shù)fft執(zhí)行高速基－2FFT算法，否則fft執(zhí)行一種混合基的離散傅立葉變換算法，計(jì)算速度較慢。函數(shù)執(zhí)行N點(diǎn)的FFT，若x為向量且長度小于N，則函數(shù)將x補(bǔ)零至長度N；若向量x的長度大于N，則函數(shù)截短x使之長度為N；若x 為矩陣，按相同方法對(duì)x進(jìn)行處理。數(shù)字濾波器可以理解為是一個(gè)計(jì)算程序或算法，將代表輸入信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列轉(zhuǎn)化為代表輸出信號(hào)的數(shù)字時(shí)間序列，并在轉(zhuǎn)化過程中，使信號(hào)按預(yù)定的形式變化。從性能上來說，IIR濾波器傳輸函數(shù)的極點(diǎn)可位于單位圓內(nèi)的任何地方，因此可用較低的階數(shù)獲得高的選擇性，所用的存貯單元少，所以經(jīng)濟(jì)而效率高。選擇性越好，則相位非線性越嚴(yán)重。整體來看，IIR濾波器達(dá)到同樣效果階數(shù)少，延遲小，但是有穩(wěn)定性問題，非線性相位；FIR濾波器沒有穩(wěn)定性問題，線性相位，但階數(shù)多，延遲大。l