【正文】 MATLAB將矩陣運算、數(shù)值分析、圖形處理、編程技術結合在一起，為用戶提供了一個強有力的科學及工程問題的分析計算和程序設計工具，它還提供了專業(yè)水平的符號計算、文字處理、可視化建模仿真和實時控制等功能，是具有全部語言功能和特征的新一代軟件開發(fā)平臺。在歐美等國家的高校，MATLAB已成為線性代數(shù)、自動控制理論、數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)字信號處理、時間序列分析、動態(tài)系統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學工具。在設計研究單位和工業(yè)開發(fā)部門，MATLAB被廣泛的應用于研究和解決各種具體問題。MATLAB的功能 1）全新的開發(fā)環(huán)境GUIDE(GUI Development Environment)：由早期的單一命令窗口發(fā)展為將一些常用的交互式工作界面高度的集中于操作桌面； 2）在命令窗口增加了錯誤跟蹤功能(error display message and abort function)； 3）提供了許多新的數(shù)值處理功能(numerical Treatment Techniques)，更新了部分函數(shù)的功能和算法，增加了許多新函數(shù)； 4）在圖形窗口增加了曲線擬合、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等交互工具；(Curve Fitting, Data Analyzing ) 5）引入了類與對象及函數(shù)句柄等概念。 (Editor/Debugger)增加了行號和書簽等功能； 7）屬性編輯器功能更強(Property Debugger)，使用更方便； 8）建立了一個與以前完全不同的圖形用戶界面（GUI）圖形窗口，(Graphical Window)使用更加方便靈活； 9）增加了虛擬現(xiàn)實工具箱，(Virtual Reality Toolbox)使用標準的虛擬現(xiàn)實建模語言（VRML）技術，可以創(chuàng)建由MATLAB和simulink環(huán)境驅動的三維動畫場景； 10）在應用程序接口方面增加了與Java的接口(Interface for Java)，并為二者的數(shù)據(jù)交換提供了相應的程序庫。 5）應用程序接口：(Applied Function Interface)MATLAB的應用程序接口允許用戶使用C或FORTRAN語言編寫程序與MATLAB連接。臨時變量不占空間，為了對變量的內容進行觀察、編輯與修改，可以用三種方法打開內存數(shù)組編輯器。欲查看工作空間的情況，可以在命令窗口鍵入命令whos（顯示存在工作空間全部變量的名稱、大小、數(shù)據(jù)類型等信息）或命令who（只顯示變量名） 當前目錄瀏覽器：(Current Directory) 用于顯示及設置當前工作目錄，同時顯示當前工作目錄下的文件名、文件類型及目錄的修改時間等信息。 設置當前目錄可以在瀏覽器窗口左上角的輸入欄中直接輸入，或點擊瀏覽器下拉按鈕進行選擇。 命令歷史窗口：(Command History) 記錄已運行過的MATLAB命令歷史，包括已運行過的命令、函數(shù)、表達式等信息，可進行命令歷史的查找、檢查等工作，也可以在該窗口中進行命令復制與重運行。 平臺列出了系統(tǒng)中安裝的所有的MATLAB產(chǎn)品的目錄，可以通過雙擊來啟動相應的選項。 基本功能MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學軟件。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連matlab開發(fā)工作界面接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持。錄制一段自己的語音信號，并對錄制的信號進行采樣；畫出采樣后語音信號的時域波形和頻譜圖；%語音信號時域頻域分析[y,Fs,bits]=wavread(39。)。%我這里假設你的聲音是雙聲道，我只取單聲道作分析 sigLength=length(y)。%在sigLength這個有限區(qū)間內做快速傅立葉變換Pyy = Y.* conj(Y) / sigLength。 %半寬度f=Fs*(0:halflength)/sigLength。plot(f,Pyy(1:halflength+1))。Frequency(Hz)39。 %在第一個窗口畫率譜t=(0:sigLength1)/Fs。plot(t,y)。Time(s)39。 %在第二個窗口畫波形圖41原始語音信號由圖可知這段語音信號頻率主要集中在1000Hz左右。把原始的待傳信號托附到高頻振蕩的過程稱為調制。若欲傳送信號為其振幅限制不可大于一 載波為fc為載波中心頻率，單位為赫茲。傳送信號將會是 在此， 公式中，f(t)是振蕩器的瞬時頻率，fΔ是頻偏（頻率偏移）,代表在一個方向上相對fc的最大頻率偏離，在此我們假定xm(t)是有限的幅值限于177。下面是對一段語音信號的調制仿真圖，載波頻率為fc=20000。根據(jù)語音信號的特點給出有關濾波器的性能指標：低通濾波器性能指標，fp=1000Hz，fc=1200Hz，As=100dB，Ap=1dB；用雙線性變換法設計的低通濾波器的程序如下： fp=1000。As=100。fs=22050。wp=2*fp/fs。 [b,a]=ellip(n,Ap,As,wn)。 濾波器的頻率響應 圖43濾波器的頻率響應 低通濾波可以簡單的認為：設定一個頻率點，當信號頻率高于這個頻率時不能通過，在數(shù)字信號中，這個頻率點也就是截止頻率，當頻域高于這個截止頻率時，則全部賦值為0。比較濾波前后語音信號的波形及頻譜。對于不同濾波器而言,每個頻率的信號的減弱程度不同。低通濾波器在信號處理中的作用等同于其它領域如金融領域中移動平均數(shù)（moving average)所起的作用。e:\39。 %函數(shù)wavread是對語音信號進行 采樣，格式是[y,fs,nbit]=wavread，返回采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率（Hz），nbit表示采樣位數(shù)。fs=2000。rs=40。%設定通帶截止頻率（fp）、阻帶截止頻率（fs）、通帶波紋系數(shù)（rp）、阻帶波紋系數(shù)（rs）、抽樣頻率（fc）。ws=2*fs/fc。if get(,39。)%如果選擇radiobutton1，則制做巴特沃思濾波器。 %估算巴特沃思濾波器的階數(shù)N和3dB截止頻率Wc。 %求傳輸函數(shù)的分子和分母多項式的系數(shù)。[N,Wc]=cheb1ord(wp,ws,rp,rs)。[num,den]=cheby1(N,rp,Wc)。endx=filter(num,den,y)。sound(x,fc,bits)。X=fft(x)。plot(x)。plot(abs(X))。 圖44 低通濾波后的信號波形和頻譜由圖44可知低通濾波后，高頻分量被低通濾波器衰減?？?結通過這次課程設計，使我對語音信號有了全面的認識，對數(shù)字信號處理的知識又有了深刻的理解，在之前數(shù)字信號與處理的學習以及完成課后的作業(yè)的過程中，已經(jīng)使用過MATLAB，對其有了一些基礎的了解和認識。以及其中產(chǎn)生信號和繪制信號的基本命令和一些基礎編程語言。這次設計使我了解了MATLAB的使用方法，學會分析濾波器的優(yōu)劣和性能，提高了分析和動手實踐能力。參 考 文 獻[1]胡航．語音信號處理[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2002．[2]丁玉美．高西全．數(shù)字信號處理[M]．西安電子科技大學出版社，2006．[4]張威．MATLAB基礎與編程入門[M]．西安電子科技大學出版社，2006．[5]林福宗．多媒體技術基礎[M]．北京：清華大學出版社，2000． [6]周淵，王炳和，劉斌勝．基于MATLAB的噪聲信號采集和分析系統(tǒng)的設計[M]．噪聲控制．2004(7)：5254． [7]何強，何英．MATLAB擴展編程[M]．北京：清華大學出版社，2002：293296．[8]朱學芳，徐建平．計算機語音信號處理與語音識別系統(tǒng)[J]．南京郵電學院學報，1998，18(5—6)：113—11．[9]楊崇林，李雪耀，孫羽．強噪聲背景下漢語語音端點檢測和音節(jié)分割[J]．哈爾濱工程大學學報，1997．18(5)：28—32．[10] 張雄偉，陳量，楊吉斌．現(xiàn)代語音處理技術及應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社．2003．[11]韋曉東，等．應用倒譜特征的帶噪語音端點檢測方法[J]．上海交通大學學報，2000，34(2)：185—188．[12]胡光銳，韋曉東．基于倒譜特征的帶噪語音端點檢測[J]．電子學報．200028(10)：95—97． [13]hnson D E, Johnson J R, Moore H Handbook of active filters[M].New Jersry,1980:172.[14]GershoA,Gr signal Compression[M].Boston,Kluwer Academic Publishers,1998.[15], [M].NeuralNetworks,20