基于MATLAB的语音滤波实验设计
基于matlab的语音信号滤波处理
一.实验目的：数字信号课程设计，屌丝们有福了综合计运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应的结论，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。
并利用MATLAB作为工具进行实现，从而复习巩固课堂所学的理论知识，提高对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现对数字信号的处理。
此外，还系统的学习和实现对语音信号处理的整体过程，从语音信号的采集到分析、处理、频谱分析、显示和储存。
二．实验环境：数字信号课程设计，屌丝们有福了Matlab7.0.1 WindowsXP系统三．实验内容：1、语音信号的采集数字信号课程设计，屌丝们有福了利用Windows下的录音机, 录制一段自己的话音, 时间在几秒内。
然后在Matlab软件平台下, 利用函数wavread对语音信号进行采样, 记住采样频率和采样点数。
[y,fs,bits]=wavread();2、语音信号的频谱分析首先画出语音信号的时域波形，然后对语音信号进行频谱分析。
在Matlab 中, 可以利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换, 得到信号的频谱特性。
3、用滤波器对语音信号进行滤波设计滤波器对采集的信号进行滤波, 比较滤波前后语音信号的波形及频谱。
要求自己确定滤波器的性能指标，用冲激响应不变法、双线性变换法或窗函数法设计3种滤波器：低通、高通和带通滤波器。
4、回放语音信号在Matlab中, 函数sound 可以对声音进行回放，其调用格式:sound (x, fs, bits)；四．实验原理：1．数字滤波器数字滤波是数字信号分析中最重要的组成部分之一，与模拟滤波相比，它具有精度和稳定性高、系统函数容易改变、灵活性强、便于大规模集成和可实现多维滤波等优点。
在信号的过滤、检测和参数的估计等方面，经典数字滤波器是使用最广泛的一种线性系统。
数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。
基于MATLAB的语音滤波实验设计
基于MATLAB的语音滤波实验设计
雷学堂;徐火希
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2007(024)004
【摘要】利用MATLAB的声音处理函数作为数据接口,并利用多媒体播放器作为交互界面,设计了一组语音信号滤波实验,目的在于通过对比滤波前后的语音效果来加深对数字信号处理的认识.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】雷学堂;徐火希
【作者单位】黄冈师范学院,物电系,湖北,黄州,438000;黄冈师范学院,物电系,湖北,黄州,438000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
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5.基于MATLAB的语音信号分析及滤波 [J], 谢丽英;房丽敏
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基于Matlab的语音滤波处理
数字信号处理课程设计基于matlab的语音信号处理摘要利用所学习的数字信号处理知识，设计了一个有趣的音效处理系统，首先设计了几种不同的滤波器对声音进行滤波处理，分析了时域和频域的变化，比较了经过滤波处理后的声音与原来的声音有何变化。
同时设计实现了语音的倒放，变速播放，回响，音调转换等处理效果，其中音调转换部分使用了重新采样改变基频，再进行时长规整的算法。
基于MATLAB的语音信号处理语音信号的采集录制或者截取一段音乐，时间在1分钟左右，存为.wav的文件。
然后利用wavread对语音信号进行采样。
我们一共选择了3段语音，其中d.wav 真心英雄（周华健）（男声）man.wav我的歌声里（自己录制）（男声）girl.wav看的最远的地方（韶涵）（女声）语音信号的频谱分析使用matlab画出语音信号的时域波形;然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性，画出频谱图，分析频率成分。
这里我们分析的是d.wav，通过分析知道频率分布在0—10KHz，主要分布在低频。
数字滤波器设计这里我们设计了4种滤波器对语音进行处理，分别为椭圆低通滤波，椭圆高通滤波，等波纹逼近法FIR带通滤波器，双线性变换法切比雪夫数字高通滤波器，绘制出相应的幅度、相位谱图，滤波后的波形、频谱图。
各滤波器的设计如下：椭圆低通滤波器：fb＝1 200 Hz,fc＝1 400 Hz,As＝100 dB,Ap＝1 dB椭圆高通滤波器：fc＝4 800 Hz,fb＝5 000 Hz As＝100 dB,Ap＝1 dB等波纹逼近法设计FIR带通滤波器fb1＝1200Hz,fb2＝3000Hz,fc1＝1000Hz,fc2＝3000Hz,As＝100dB,Ap＝1dB双线性变换法切比雪夫数字高通滤波器fc＝4 800 Hz,fb＝5 000 Hz As＝100 dB,Ap＝1 dB滤波处理后，我们用函数sound()可以对声音进行回放,调用格式：sound(x,fs,bits);感觉滤波前后的声音。
基于MATLAB的语音信号分析及滤波
基于MATLAB的语音信号分析及滤波MATLAB是一种强大的数值计算和数据分析工具，也可以用于语音信号的分析和滤波。
本文将介绍基于MATLAB的语音信号分析和滤波方法。
首先，我们需要将语音信号导入MATLAB中进行分析。
语音信号可以以.wav格式的文件保存，可以使用`audioread`函数将.wav文件导入MATLAB中。
例如：```matlab[x, fs] = audioread('speech.wav');```其中，`x`是导入的语音信号，`fs`是采样率。
接下来，我们可以通过绘制波形图和频谱图来对语音信号进行分析。
波形图可以用`plot`函数绘制，频谱图可以用`spectrogram`函数绘制。
```matlabsubplot(2, 1, 1);plot(x);title('Waveform');xlabel('Sample');ylabel('Amplitude');subplot(2, 1, 2);spectrogram(x, hann(256), 128, 512, fs, 'yaxis');title('Spectrogram');```绘制的波形图显示了语音信号的振幅随时间的变化，而频谱图显示了语音信号在不同频率上的能量分布。
在分析完语音信号的基本特征后，我们可以应用滤波器对语音信号进行滤波。
常用的语音信号滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
可以使用MATLAB中的`filter`函数来应用这些滤波器。
例如，下面的代码展示了如何使用低通滤波器对语音信号进行滤波：```matlabfc = 4000; % 截止频率为4000 Hz[b, a] = butter(6, fc/(fs/2), 'low'); % 6阶Butterworth低通滤波器filtered_x = filter(b, a, x);figure;subplot(2, 1, 1);plot(x);title('Original Signal');xlabel('Sample');ylabel('Amplitude');subplot(2, 1, 2);plot(filtered_x);title('Filtered Signal');xlabel('Sample');ylabel('Amplitude');```通过调整截止频率和滤波器阶数，可以实现不同的滤波效果。
基于MATLAB的语音信号滤波处理讲解
学号14112220266毕业设计(论文)题目: 基于MATLAB的语音信号滤波处理作者夏杰届别2015届院别信息与通信工程学院专业电子信息工程指导教师罗朝明职称副教授完成时间2015年5月17日摘要随着计算机和信息科学的飞速发展，信号处理逐渐发展成为一门独立的学科，成为信息科学的重要组成部分，在语音处理、雷达、图像处理、通信、生物医学工程等众多领域中得到广泛应应用。
本论文研究了滤波器的设计，并通过设计好的滤波器语来分析语音信号。
在计算机中录入一段语音信号，通过MATLAB对语音信号进行时频变换和分析；再通过MATLAB构造一定频率的噪音信号，再将两个信号进行合成；然后设计不同类型的数字滤波器对其噪音进行滤波处理。
关键词：MATLAB；语音信号；滤波器；仿真；AbstractWith the rapid development of computers and information science, signal processing is becoming an independent discipline, and playing an important part in information science. It has been widely applied in speech processing, radar, image processing, communication, bio-medical engineering and many other fields.This paper has studied the filter design, and it analyses the voice signal through the designed filter. After recording a voice signal in the computer, then doing the time-frequency transformation and analyses for the voice signal through MATLAB. We construct a fixed-frequency signal, and synthesis the two signals, and it deals with filter processing on the speech signal with noise, and analyses the signals in the time domain and frequency domain.Keyword: Matlab；V oice signal；Filter；Simulation；目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 语音信号滤波处理的简介 (1)1.2 数字滤波器的概念 (1)1.3 MATLAB软件的介绍 (2)1.4 论文各章节的安排 (3)第二章语音信号的频谱分析 (5)2.1 快速傅里叶算法的原理 (5)2.2语音信号的采集及频谱分析 (10)2.3语音信号的加噪处理及频谱分析 (12)第三章数字滤波器的设计 (15)3.1数字滤波器的设计原理 (15)3.2 用窗函数法设计FIR数字滤波器 (17)3.3 用双线性法设计IIR数字滤波器 (21)第四章语音信号的滤波 (24)4.1 语音信号的滤波测试 (24)4.2加噪语音信号的滤波处理 (27)第五章总结和展望 (29)5.1 课题总结 (29)5.2课题展望 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1语音信号滤波处理的简介语音信号的基本组成单位是“音素”。
基于matlab的语音信号滤波处理——数字信号处理课程设计
数字信号处理课程设计题目：基于matlab的语音信号滤波处理学院：物理与电子信息学院专业：电子信息工程班级：学号：姓名：指导教师：摘要：语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科，是目前发展最为迅速的学科之一，通过语音传递信息是人类最重要，最有效，最常用和最方便的交换信息手段，所以对其的研究更显得尤为重要。
Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换成离散的数据文件，然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。
这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境！本设计要求自己录制一段自己的语音后，在MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图。
再在Matlab中分别设计不同形式的FIR数字滤波器。
之后对采集的语音信号经过不同的滤波器（低通、高通、带通）后，观察不同的波形，并进行时域和频谱的分析。
对比处理前后的时域图和频谱图，分析各种滤波器对于语音信号的影响。
最后分别收听进行滤波后的语音信号效果，做到了解在怎么样的情况下该用怎么样的滤波器。
目录1.设计内容 (4)2.设计原理 (4)2.1语音信号的时域分析 (4)2.2语音信号的频域分析 (5)3.设计过程 (5)3.1实验程序源代码 (6)3.2调试结果描述 (10)3.3所遇问题及结果分析 (15)4.体会与收获 (17)5.参考文献 (17)1.设计内容：1．首先录制好一段自己的语音。
2．用Matlab分别设计好3种类型的滤波器（指标自己确定）：低通型、高通型、带通型。
3．用Matlab将语音信号进行采样，并分别将其通过所设计的3种滤波器。
4．用Matlab自带的语音返回函数收听滤波后的语音信号，分析并比较其与原语音信号的差异。
2.设计原理：语音信号时一种非平稳的时变信号，它带着各种信息。
在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。
MATLAB语音滤波实验
《数字信号处理》实验报告实验目的1、学会MATLAB的使用，掌握其程序设计方法，学会对信号进行分析和处理；2、掌握语音信号的采集、存储和时频分析；3、要求掌握IIR数字滤波器的设计原理、设计方法和设计步骤；4、学习用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理及其设计步骤；5、了解学习GUI图形用户界面，进行实验程序的演示。
二.实验内容1、录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；2、给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换法设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；3、用设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语音信号；4、换一个性别相异的人录制同样一段语音内容，分析两段内容相同的语音信号频谱之间的特点；5、录制一段同样长时间的背景噪声叠加到语音信号中，分析叠加前后信号频谱的变化，设计一个合适的滤波器，能够把该噪声滤除。
三.实验原理分析实验的几个要求可以看出，实验主要考察的是数字滤波器的设计及语音信号的滤波，涉及到男声和女声的分析。
从本质上说，本实验涉及的信号是人的语言，众所周知，人声的频率范围是20Hz到20000Hz，进一步的分析知声音范围大约在65-950 Hz，所以设计的是低通滤波器。
1.语音信号的采集熟悉并掌握MATLAB中有关声音（wave）录制、播放、存储和读取的函数，在MATLAB 环境中，有关声音的函数有：a：y=wavrecord(N,fs,Dtype);利用系统音频输入设备录音，以fs为采样频率，默认值为11025，即以11025HZ进行采样。
Dtype为采样数据的存储格式，用字符串指定，可以是：‘double’、‘single’、‘int16’、‘int8’其中只有int8是采用8位精度进行采样，其它三种都是16位采样结果转换为指定的MATLAB数据；b：wavplay(y,fs)；利用系统音频输出设备播放，以fs为播放频率，播放语音信号y；c：wavwrite((y,fs,wavfile);创建音频文件；d：y=wavread(file);读取音频文件；关于声音的函数还有sound()；soundsc()；等。
基于matlab的音频信号处理毕业设计(含源文件)
基于matlab的音频信号处理毕业设计(含源文件)毕业设计题目:基于matlab的音频信号处理专业:电子信息工程学号：作者：指导教师(职称)：基于MATLAB的语音信号处理【摘要】Matlab语音信号处理是指利用matlab软件对音频信号进行读取，并对音频信号进行采样分析及离散傅里叶变换，以方便对其在频域上进行调制滤波等相关的操作.本次实验在提取音频信号后会对该信号使用在MATLAB软件中设计的滤波器进行滤波，并观察其效果，验证滤波器是否可行。
本次使用了MATLAB软件，综合运用GUI界面设计、各种函数调用等来实现音频信号的傅里叶变换及滤波,程序界面简练，操作简便，具有一定的实际应用意义.软件中自带的信号处理与分析工具箱为语音信号分析实验提供了丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化。
信号处理是MATLAB重要应用的领域之一。
【关键词】 matlab 语音信号处理数字滤波器傅里叶变换Based on MATLAB of the signal processingAudio processing design【Abstract】： The contents of the research is to filter the signal noise with using MATLAB software。
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。
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第２ ４卷
第 ４期
２０ ０ ７年 ４月
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Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ４ Ａｐ ．２ ０７ １２ ． ｒ ０
基 于 ＭＡ Ｌ Ｂ的语 音 ＴＡ 滤 波 实验 设 计
雷学堂 ，徐 火希
（ 冈师范学院 物 电系
要： 利用 ＭＡ Ｌ Ｂ的声音处理 函数作为数据接 口，并利 用多媒体播放 器作 为交互界面 ，设计 了一组 语 ＴＡ
音信号滤波实验 ，目的在于通过对比滤波前后 的语音效果来加深对数字信 号处理 的认识 。 关键词 ：Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ；数字信号处理 ；语音滤 波 中图分类号 ： Ｐ９ Ｔ３ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ：１０ －９ ６ ２ ０ ）４ ０ ３ — ４ ０ ２４ ５ （０ ７ ０ — ０ ８ ０
理解数字信号处理中抽象数学运算的现实物理意义
很 有 帮助 。
１ 语音信 号时域滤波实验的设计
由于 ＭＡ Ｌ Ｂ是 以 矩 阵 的 形 式 组 织 数 据 的 ， ＴＡ 对 于单 声道 的语音 数据 在 ＭＡ Ｌ Ｂ中是一 维 数组 。 ＴＡ ＭＡ Ｌ Ｂ中有 ２个 处 理 ． ａ 式 语 音 的 函数 ，一 ＴＡ ｗ ｙ格 个 是将 ． ａ 语 音 流 文件 转 换 为 数 组 格 式 数据 的 函 ｗｙ
数 字信号处 理是 电子信息 类 和 自动控 制类专业 极 其重要 的一 门专业基 础课程 ，这 门课程 是将信 号 和系统抽 象成离 散 的数 学模 型 ，并从 数学分 析 的角 度分 别讨论 信号 、系统 、信号 经过系 统 、系 统设计 （ 主要 是滤 波器 ） 等 问题 ¨ 。这 门课 程 的深 刻 物理 Ｊ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｄｅ ｉｎ ｄ ａ ｇｏ ｐｏ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｎ ａ ｄｏ ｆ ｔ ｒ ｙ ｕ ｉ ｇｔ ｅ ＭＡ Ｌ ｏ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇｆ ｎ ｔ ｎ ａ ｈ ａａ ｓ ｅ ｒ ｕ ｆｅ ｐ ｒ ｎ ｕ ｉ ｉ ｅ ｓ ｈ Ｔ ＡＢ ｓ ｕ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｕ ｃｉ ｓｔ ｅｄ ｔ ｇ ｉ ｉ ｌ ｂ ｎ ｏ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｎｅｆ ｃ ｎ ｓｎ ｈ ｌ ｍｅ ｉ ｌｙ ｒａ ｎ ｅ ａ ｔ ｅ ｉｔ ｒ ｃ ｏｄ ｅ ｅ ｅｕ ｄ ｒｔ ｎ ｉ ｇ ｏ ｅｄ ｇｔｌ ｏ ｖ ｒｉ ｎ ｉ ｔｒ ｅ ａ ｄ ｕ ｉｇ ｔ ｅｍｕｔ ｄ ａ ｐａ ｅ ｓｉｔ ｒ ｃｉ ｎ ｅｆ ｅｔ ｅ ｐ ｎ ｔ ｎ ｅ ｓａ ｄ ｎ ｆｔ ｉｉ ａ ｉ ｖ ａ ｈ ｈ ａ ｓ ｎ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｂ ｏ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｐｏ ｕ ｃａｉｎ ｅｆｃ ｅｏ ｅ ａ ｄ ａｔｒｆ ｔ ｒ ｇ ｉ ａ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｙ ｃ ｍｐ ｒｎ ｈ ｒ ｎ ｎ ｉｔ ｆ ｔｂ ｆ ｒ ｎ ｆ ｉ ｅ ｎ ． ｇｌ ｏ ｅ ｅ ｌｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ＭＡＴ Ａ Ｌ Ｂ； ｄｇｔ ｉｎ ｌｐ ｏ ｅ ｓ ｇ ａ ｄ ｏｆ ｔｒ ｉｉ ｓｇ ａ ｒ ｃ ｓ ｉ ； ｕ ｉ ｉ ｅ ｌ ａ ｎ ｌ
数 ｗｖ ａ ａｒ ｄ（） ｅ ，另一个是将数组格式数据转换为． ｗｖ ａ 语音流文件的函数 ｗ ｖ ｒｅ（） Ｊ ａｗｉ ｔ 嵋 ，本实验
利 用这 ２个 函数 实 现 ． ａ 音 流 文件 跟 数 组 格 式 ｗ ｙ语 数据 的转 换 ，利 用 Ｗｉｄｗ 附件 中的 录音 机可将 其 ｎｏ ｓ 它 格式 的语 音 流 文件 转 换 为 ． ａ 音 流 文 件 。本 ｗ ｙ语 实验 中 录 制 的 语 音 为 ｌｌ ｗｖ ｅ ． ａ，利 用 Ｗｉｄｗ ｉ ｎｏ ｓ
意义都隐含在数学运算之中， 学生很难通过形象思 维方式将一大堆数学运算跟现实 中的信号分析和信
号处理 挂起 钩来 ，而掌握 数学运 算 的物 理意 义和数
学运算的算法是这门课程的 目的所在 ，所以如何深
刻理解 数学 运 算 的物 理 意 义 是 学 好 这 门课 程 的关 键 ，也是 入 门的必经 之路 。 采用 仿 真 可 帮 助 学 生 加 强 理 解 ，ＭＡ Ｌ Ｂ里 ＴＡ 面有很 多应用 接 口函数 叫Ｊ ，利用 这些 接 口函数 可
以很容易地实现数学运算和实际效果的交互。本文
利用 Ｍ ＴＡ Ａ Ｌ Ｂ的声 音 处 理 函数作 为 接 口 ，设 计 了
一
Ｍ ｄ ｌ ｅ 等支持． ａ 格式的流媒体播放器播放 ｅｉ Ｐ ｙｒ ａ ａ ｗｖ
处理 前后 的． ａ ｗ ｙ文件 ，通 过 对 比处 理 前 后 的语 音 效果 ，并 结 合 ＭＡ Ｌ Ｔ ＡＢ作 图 函数 显示 处 理 前 后 的
个简单的语音滤波实验 ，配合 Ｗｉ ｏ ｓ ｎ ｗ 操作系统 ｄ
支持的语音媒体播放器可以很方便地将经过数字处
理后 的语音 效果直 观地体 现 出来 ，这对 于学 生深刻
收 稿 日期 ：２ ０ — ５ １ ０６０—７
语音频谱来帮助理解数学运算的物理意义。