基于Matlab的语音信号处理.doc

目录摘要2第一章绪论31.1语音课设的意义31.2语音课设的目的与要求31.3语音课设的基本步骤3第二章设计方案论证52.1设计理论依据52.1.1采样定理52.1.2采样频率52.1.3采样位数与采样频率52.2语音信号的分析及处理方法62.2.1语音的录入与打开62.2.2时域信号的FFT分析62.2.3数字滤波器设计原理72.2.4数字滤波器的设计步骤72.2.5IIR滤波器与FIR滤波器的性能比较7第三章图形用户界面设计93.1图形用户界面概念93.2图形用户界面设计93.3图形用户界面模块调试103.3.1语音信号的读入与打开103.3.2语音信号的定点分析103.3.3N阶高通滤波器123.3.4N阶低通滤波器133.3.52N阶带通滤波器143.3.62N阶带阻滤波器153.4图形用户界面制作16第四章总结19附录20参考文献25摘要数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域这是通过数模转换器实现的。数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）等。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。数字信号处理的核心算法是离散傅立叶变换(DFT)是DFT使信号在数字域和频域都实现了离散化从而可以用通用计算机处理离散信号。而使数字信号处理从理论走向实用的是快速傅立叶变换(FFT)FFT的出现大大减少了DFT的运算量使实时的数字信号处理成为可能、极大促进了该学科的发展。MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似故用MATLAB来解算问题要比用CFORTRAN等语言完相同的事情简捷得多并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对CFORTRANC++JAVA的支持。可以直接调用用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序用户可以直接进行下载就可以用。第一章绪论1.1语音课设的意义语音信号处理是一门比较实用的电子工程的专业课程语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。通过语言相互传递信息是人类最重要的基本功能之一。语言是人类特有的功能它是创造和记载几千年人类文明史的根本手段没有语言就没有今天的人类文明。语音是语言的声学表现是相互传递信息的最重要的手段是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科它是一门新兴的学科同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉学科。1.2语音课设的目的与要求本次课程设计的目的是利用MATLAB对语音信号进行数字信号处理和分析要求学生采集语音信号后在MATLAB软件平台进行频谱分析；并对所采集的语音信号加入干扰噪声对加入噪声的信号进行频谱分析设计合适的滤波器滤除噪声恢复原信号。要求利用MATLAB来读入（采集）语音信号将它赋值给某一向量。再将该向量看作一个普通的信号对其进行FFT变换实现频谱分析再依据实际情况对它进行滤波。然后我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放以便在听觉上来感受声音的变化。1.3语音课设的基本步骤1．理论依据根据设计要求分析系统功能掌握设计中所需理论（采样频率、采样位数的概念采样定理；时域信号的FFT分析；数字滤波器设计原理和方法各种不同类型滤波器的性能比较）阐明设计原理。2．信号采集采集语音信号并对其进行FFT频谱分析画出信号的时域波形图和频谱图。3．构造受干扰信号并对其进行FFT频谱分析对所采集的语音信号加入干扰噪声对语音信号进行回放感觉加噪前后声音的变化分析原因得出结论。并对其进行FFT频谱分析比较加噪前后语音信号的波形及频谱对所得结果进行分析阐明原因得出结论。4．数字滤波器设计根据待