基于matlab的语音信号的采集与处理.doc

目录第1章前言-1-第2章语音信号分析处理的目的和要求-2-2.1MATLAB软件功能简介-2-2.2课程设计意义-2-第3章语音信号的仿真原理-3-第4章语音信号的具体实现-4-4.1语音信号的采集-4-4.2语音信号加噪与频谱分析-5-4.3设计巴特沃斯低通滤波器-6-4.4用滤波器对加噪语音滤波-7-4.5比较滤波前后语音信号波形及频谱-8-第5章总结-9-参考文献-10-附录-11-：语音信号的采集与处理-12--0-语音信号的采集与处理第1章前言数字信号处理是利用计算机或专用处理设备以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理借以达到提取信息和便于应用的目的。它在语音、雷达、图像、系统控制、通信、航空航天、生物医学等众多领域都获得了极其广泛的应用。具有灵活、精确、抗干扰强、度快等优点。数字滤波器是数字信号处理中及其重要的一部分。随着信息时代和数字技术的发展受到人们越来越多的重视。数字滤波器可以通过数值运算实现滤波所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。数字滤波器种类很多根据其实现的网络结构或者其冲激响应函数的时域特性可分为两种即有限冲激响应(FIRFiniteImpulseResponse)滤波器和无限冲激响应(IIRInfiniteImpulseResponse)滤波器。FIR滤波器结构上主要是非递归结构没有输出到输入的反馈系统函数H(z)在处收敛极点全部在z=0处（因果系统）因而只能用较高的阶数达到高的选择性。FIR数字滤波器的幅频特性精度较之于IIR数字滤波器低但是线性相位就是不同频率分量的信号经过fir滤波器后他们的时间差不变这是很好的性质。FIR数字滤波器是有限的单位响应也有利于对数字信号的处理便于编程用于计算的时延也小这对实时的信号处理很重要。FIR滤波器因具有系统稳定易实现相位控制允许设计多通带（或多阻带）滤波器等优点收到人们的青睐[1]。IIR滤波器采用递归型结构即结构上带有反馈环路。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式都具有反馈回路。同时IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果如巴特沃斯滤波器等。第2章语音信号分析处理的目的和要求2.1MATLAB软件功能简介MATLAB的名称源自MatrixLaboratory1984年由美国Mathworks公司推向市场。它是一种科学计算软件专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起并提供了大量的内置函数从而被广泛的应用于科学计算、控制系统和信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。MATLAB软件包括五大通用功能数值计算功能（Nemeric）、符号运算功能（Symbolic）、数据可视化功能（Graphic）、数字图形文字统一处理功能（Notebook）和建模仿真可视化功能（Simulink）。其中符号运算功能的实现是通过请求MAPLE内核计算并将结果返回到MATLAB命令窗口。该软件有三大特点一是功能强大；二是界面友善、语言自然；三是开放性强。目前Mathworks公司已推出30多个应用工具箱。MATLAB在线性代数、矩阵分析、数值及优化、数值统计和随机信号分析、电路与系统、系统动力学、次那好和图像处理、控制理论分析和系统设计、过程控制、建模和仿真、通信系统以及财政金融等众多领域的理论研究和工程设计中得到了广泛应用。MATLAB在信号与系统中的应用主要包括符号运算和数值计算仿真分析。由于信号与系统课程的许多内容都是基于公式演算而MATLAB借助符号数学工具箱提供的符号运算功能能基本满足信号与系统课程的需求。例如解微分方程、傅里叶正反变换、拉普拉斯正反变换和z正反变换等。MATLAB在信号与系统中的另一主要应用是数值计算与仿真分析主要包括函数波形绘制、函数运算、冲击响应与阶跃响应仿真分析、信号的时域分析、信号的频谱分析、系统的S域分析和零极点图绘制等内容。数值计算仿真分析可以帮助学生更深入地理解理论知识并为将来使用MATLAB进行信号处理领域的各种分析和实际应用打下基础[2]。