用Matlab求语音序列的倒谱

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基于MATLAB的语音倒谱分析

基于MATLAB的语音倒谱分析

基于MATLAB的语音倒谱分析语音倒谱分析是一种通过对语音信号进行倒谱变换来提取语音特征的方法。

MATLAB作为一种常用的科学计算软件,具有丰富的信号处理工具箱,可以用于实现语音倒谱分析。

语音倒谱分析的基本原理是将语音信号分解为一系列频率低通滤波器的输出,然后对滤波器输出进行离散傅立叶变换(DFT),得到倒谱系数。

倒谱系数反映了语音信号的频谱特征,可用于语音识别、语音合成、语音增强等应用。

在MATLAB中进行语音倒谱分析的步骤如下:1. 读取语音信号:使用`audioread`函数读取语音文件,得到语音信号的波形数据和采样率。

例如:```matlab[x, fs] = audioread('speech.wav');```2. 预处理语音信号:通常需要对语音信号进行预处理,例如去除噪声、端点检测等。

这可以使用MATLAB的信号处理工具箱实现。

例如,使用`medfilt1`函数对语音信号进行中值滤波去噪:```matlabx = medfilt1(x, 3); % 使用中值滤波去噪```3. 分帧:将语音信号分为若干帧,每帧包含N个采样点。

通常选择帧长为20-40毫秒左右,帧移为10-20毫秒。

可以使用`buffer`函数实现:```matlabframeLength = round(fs * 0.025); % 帧长为25msframeShift = round(fs * 0.01); % 帧移为10msframes = buffer(x, frameLength, frameLength-frameShift,'nodelay');```4. 加窗:对每一帧的数据应用窗函数,以减小频谱泄漏效应。

常用的窗函数有汉明窗(hamming window)和黑曼窗(hanning window)。

可以使用`hamming`或`hanning`函数实现:```matlabwindow = hamming(frameLength); % 汉明窗```5. 计算功率谱:对窗函数加权的每一帧信号进行离散傅立叶变换(DFT),得到每帧的功率谱。

MFCC梅尔倒谱参数及matlab代码

MFCC梅尔倒谱参数及matlab代码

转发:有关MFCC梅尔倒谱参数的资料。

内容:1. Mfcc梅尔倒谱参数参数知识2. mfcc的matlab代码1.在语音辨识(Speech Recognition)和语者辨识(Speaker Recognition)方面,最常用到的语音特征就是「梅尔倒频谱系数」(Mel-scale Frequency Cepstral Coefficients,简称MFCC),此参数考虑到人耳对不同频率的感受程度,因此特别适合用在语音辨识。

下面简单的介绍一下求解MFCC的过程。

1.预强调(Pre-emphasis):将语音讯号s(n) 通过一个高通滤波器。

H(z)=1-a*(z-1)系数其中a 介于0.9 和1.0 之间。

若以时域的表达式来表示,预强调后的讯号s2(n) 为s2(n) = s(n) - a*s(n-1)这个目的就是为了消除发声过程中声带和嘴唇的效应,来补偿语音信号受到发音系统所压抑的高频部分。

(另一种说法则是要突显在高频的共振峰。

)2.音框化(Frame blocking):先将N 个取样点集合成一个观测单位,称为音框(Frame),通常N 的值是256 或512,涵盖的时间约为20~30 ms 左右。

为了避免相邻两音框的变化过大,所以我们会让两相邻因框之间有一段重迭区域,此重迭区域包含了M 个取样点,通常M 的值约是N 的一半或1/3。

通常语音辨识所用的音讯的取样频率为8 KHz或16 KHz,以8 KHz 来说,若音框长度为256 个取样点,则对应的时间长度是256/8000*1000 = 32 ms。

3.汉明窗(Hamming window):将每一个音框(frame)乘上汉明窗,以增加音框左端和右端的连续性(请见下一个步骤的说明)。

假设音框化的讯号为S(n), n = 0,…N-1。

N为frame 的大小,那么乘上汉明窗后为S'(n) = S(n)*W(n),此W(n) 形式如下:W(n, a) = (1 - a) - a *cos(2pn/(N-1)),0≦n≦N-1 ??不同的a 值会产生不同的汉明窗。

matlab中cep函数

matlab中cep函数

matlab中cep函数
在MATLAB中,cep函数是用于计算信号的倒谱(cepstrum)的函数。

倒谱是一种在信号处理和语音处理中常用的频域分析方法,它可以提取信号的周期性和共振特性。

MATLAB中的cep函数的语法如下:
matlab.
c = cep(x)。

c = cep(x, fs)。

c = cep(x, fs, 'window', win)。

c = cep(x, fs, 'window', win, 'order', p)。

其中,x是输入信号,fs是采样率(可选参数,默认为1),win是用于计算倒谱的窗函数(可选参数,默认为'hamming'),p 是倒谱系数的阶数(可选参数,默认为12)。

cep函数返回一个包含倒谱系数的向量c。

倒谱系数代表了信号
在频域上的特征,可以用于声音识别、语音合成、语音增强等应用。

使用cep函数时,可以根据需要选择合适的窗函数和倒谱阶数。

常用的窗函数有'hamming'、'hanning'、'rectwin'等,倒谱阶数一
般取12或者更高。

需要注意的是,cep函数对输入信号进行了预处理,包括对输
入信号进行加窗、取对数、进行傅里叶变换等操作。

因此,在使用cep函数时,应该根据具体情况对输入信号进行预处理,以确保得
到准确的倒谱结果。

希望以上解释对你有帮助。

如果你还有其他问题,请继续提问。

MATLAB中的语音处理方法与应用

MATLAB中的语音处理方法与应用

MATLAB中的语音处理方法与应用语音处理是一门研究如何处理和分析语音信号的学科。

在现代社会中,语音处理已经广泛应用于语音识别、语音合成、语音增强、语音编码等多个领域。

而MATLAB作为一种强大的数学软件工具,提供了丰富的语音处理函数和工具箱,为语音处理研究和应用提供了良好的平台。

一、语音信号的数字化在进行语音处理前,首先需要将语音信号转换为数字信号,即进行数字化处理。

MATLAB中提供了多种方法来实现语音信号的数字化过程,如使用ADDA(模数转换器和数模转换器)、录制语音、读取音频文件等。

其中常用的方法是通过录制语音来获取语音信号。

在MATLAB中,我们可以使用`audiorecorder`函数来录制语音,然后使用`recordblocking`函数来设置录音时间,最后使用`getaudiodata`函数获取语音信号的数值。

通过这些函数,我们可以很方便地将语音信号转换为数字信号进行后续处理。

二、语音信号的预处理在进行语音处理前,通常需要对语音信号进行预处理,以提取有用的信息或去除噪声。

常用的预处理方法包括语音分帧、加窗、预加重、噪声去除等。

1. 语音分帧语音信号通常是一个非平稳信号,为了方便处理,我们需要将其进行分帧处理。

在MATLAB中,可以使用`buffer`函数来实现语音信号的分帧操作,设置合适的窗长和重叠长度。

2. 加窗为了消除语音信号边界引起的突变问题,我们需要对每一帧的语音信号进行加窗处理。

在MATLAB中,常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、海明窗等。

可以使用`window`函数来生成需要的窗函数,并与语音信号相乘得到加窗后的语音信号。

3. 预加重由于语音信号的高频成分比较弱,为了提高高频分量的能量,需要对语音信号进行预加重处理。

在MATLAB中,可以通过一阶差分的方式实现预加重,即对每一帧语音信号进行差分运算。

4. 噪声去除在实际应用中,语音信号经常伴随着各种噪声,为了提取有用的语音信息,我们需要对语音信号进行噪声去除。

实验三 语音信号的mel频率倒谱参数

实验三 语音信号的mel频率倒谱参数

实验四 语音信号的mel 频率倒谱参数1 实验目的通过Matlab 编程掌握语音信号的mel 频率倒谱参数的求解方法。

2 实验原理人耳听到声音的高低与声音的频率成对数关系,即:Mel(f)=2595lg(1+f/700),实际频率f 的单位是Hz.根据Zwicker 的工作,临界频率带宽随着频率的变化而变化,并与Mel 频率的增长一致。

类似与临界带的划分,可以将语音频率划分成一系列三角形的滤波器序列,如下图所示.取每个三角形的滤波器频率带宽内所有信号幅度加权和作为某个带通滤波器的输出,然后对所有滤波器输出做对数运算,再进一步做离散余弦变换得到MFCC 。

具体步骤如下:(1)三角滤波器的输出则为此频率带宽内所有信号幅度谱加权和。

()()()()()()()|()||()|()()()()c l h l n n k o l k c l k o l h l k Y l X k X k c l o l h l c l ==--=+--∑∑l = 1,2,....,40(2)对所有滤波器输出作对数运算ln(())Y l l = 1,2,....,40(3)作离散余弦变换(DCT )得到Mel 频率倒谱参数(MFCC)。

2411ln(())cos[()]224i l C Y l i l π==-∑i = 1,2,...,P ,P 为MFCC 参数的阶数,取P =16。

3 实验过程4 实验结果[x,fs,bits]=wavread('c:\WINDOWS\Media\chimes.wav');x=x(:,1);x=x';len=length(x);N=256;M=128;Fn=fix((len-N)/M+1);y=[];for i=1:Fndown=1+(i-1)*M;up=down+N-1;temp=x(down:up);temp=temp.*hamming(N)';y=[y;temp];endL=40;R=16;k=0:N/2;f=fs/N*k;%ÕâÀï²»ÒªÔÙ³ýÒÔ2mel=2595*log(1+f/700);%melm=max(mel)melm=2595*log(1+fs/1400);r=0:L+1;tri=melm/(L+1)*r;s=[];for j=1:Fntemp1=y(j,:);p=abs(fft(temp1));for l=1:Ltri1=[tri(l),tri(l+1),tri(l+2)];low=find((mel>=tri1(1))&(mel<=tri1(2)));high=find((mel>=tri1(2))&(mel<=tri1(3)));w=[(mel(low)-tri1(1))/(tri1(2)-tri1(1)),(tri1(3)-mel(high))/(tri1(3)-tri1(2))];%ÕâÀﶪÁËÀ¨ºÅ£¬²¢ÇÒ±äÁ¿Ãû×Ö¸ã´í%tri3=tri(3)%tri2=tri(2)% w2=(tri(3)-mel(high))/(tri(3)-tri(2))m(l)=sum(w.*p([low,high]),2);endl=1:L;for q=1:Rc(q)=sqrt(2/N)*sum(log(m).*cos((l-0.5)*q*pi/L),2);ends=[s;c];endplot(s')%³ÌÐò±àдʱעÒâ±äÁ¿µÄÃû³Æ¸ãÇå³þ£¬²»ÒªÈ¡Ïà½üµÄÃû×Ö¡£À¨ºÅ²»ÒªÂ©µô¡£。

matlab中cep函数 -回复

matlab中cep函数 -回复

matlab中cep函数-回复matlab中的cep函数是音频信号处理中常用的一种算法,用于提取音频信号中的倒谱系数。

本文将详细介绍matlab中cep函数的用法,包括其输入参数、输出结果以及实际应用中的一些案例。

首先,我们需要了解什么是倒谱系数。

倒谱系数是音频信号频谱的对数,在音频信号处理中常用于声音信号的特征提取和识别。

音频信号通常由许多不同频率的声音组成,而倒谱系数能够将这些不同频率声音的能量分布进行描述,从而提取出音频信号的特征。

在matlab中,我们可以使用cep函数来计算音频信号的倒谱系数。

它的基本语法如下:matlab[coeff, freq] = cep(signal, fs, Nw, Ns, M, Fs)其中,输入参数的含义如下:- `signal`:待处理的音频信号,通常是一个向量。

- `fs`:音频信号的采样频率。

- `Nw`:窗口的长度,用于切分音频信号。

通常使用汉明窗或者海明窗。

- `Ns`:窗口的重叠长度。

通常取窗口长度的一半。

- `M`:倒谱系数的个数。

通常取值为10到20之间。

- `Fs`:倒谱系数的截断频率。

函数的输出结果包括`coeff`和`freq`两个变量。

`coeff`是一个矩阵,每一行代表一个窗口的倒谱系数。

`freq`是一个向量,表示每个倒谱系数对应的频率。

接下来,我们将详细解释cep函数中的每个参数。

首先是`signal`参数,它是我们要处理的音频信号。

音频信号可以是一段语音、音乐或其他声音记录。

在matlab中,通常将音频信号存储为一个向量,每个点对应一个采样值。

其次是`fs`参数,它表示音频信号的采样频率,即每秒钟采样的次数。

对于CD音质音频,通常采样频率为44.1kHz。

需要注意的是,在使用cep函数之前,我们需要将音频信号转换为单声道,并将采样频率标准化为44.1kHz。

然后是`Nw`参数,它代表窗口的长度。

窗口是用于切分音频信号的一种方法,可以将长时间的音频信号分成多个小块,以便进行更精细的处理。

matlab语音信号倒放的原理

matlab语音信号倒放的原理

Matlab语音信号倒放的原理一、背景介绍Matlab是一种用于科学计算、可视化和数据分析的高级编程语言和交互式环境。

它被广泛应用于工程、数学和科学领域,其中包括语音信号的处理和分析。

在语音信号处理中,倒放(Reverse)是一种常见的操作,它可以改变语音信号的播放方向,产生有趣的效果。

本文将介绍Matlab中语音信号倒放的原理和实现方法。

二、语音信号的特点语音信号是一种时间序列信号,具有一定的周期性和频率特性。

它可以表示为一系列离散时间点上的振幅值,其中每个时间点对应于一个采样点。

语音信号的倒放是指将这些采样点按相反的顺序排列,从而改变信号的播放方向。

在Matlab中,可以利用信号处理工具箱中的函数来实现语音信号的倒放操作。

三、语音信号倒放的原理语音信号倒放的原理其实很简单,它只涉及到对信号的时间轴进行反转。

具体来说,就是将语音信号的最后一个采样点作为第一个采样点,倒数第二个采样点作为第二个采样点,依此类推,直到将第一个采样点作为最后一个采样点。

这样就实现了语音信号的倒放。

四、Matlab中的语音信号倒放实现方法在Matlab中,可以利用下面这段简单的代码来实现语音信号的倒放操作:```matlab读取语音文件[y, Fs] = audioread('speech.wav');倒放语音信号reversed_y = y(end:-1:1);播放倒放后的语音信号sound(reversed_y, Fs);```这段代码首先利用`audioread`函数读取语音文件,并将语音信号保存在`y`中,采样率保存在`Fs`中。

然后利用简单的索引操作`y(end:-1:1)`将语音信号进行倒放,得到`reversed_y`。

最后利用`sound`函数播放倒放后的语音信号。

在实际操作中,可以根据实际需求对语音信号进行其他处理,比如滤波、混响等,从而产生更加丰富的效果。

五、语音信号倒放的应用语音信号倒放在音乐和音效制作中有广泛的应用。

用matlab画出声音的频谱

用matlab画出声音的频谱

一.实验内容
任选一个声音文件,画出其波形图和频谱图。

二.算法分析和描述
(1)选择一个wav文件作为分析的对象
(2)读取音频信号的数据,并画出其时域波形和频谱图。

所使用到的几个函数如下:
1.[x,fs,bits]=wavread('filename')这是一个matlab中读取wav文件的
数据的函数。

2.[d]=fft(w,l)这是matlab中fft函数的一种输入输出形式。

3.sound(w,fs,bits)函数它将数列的数据通过声卡转化为声音。

三.实现方法(含实现思路、程序流程图和源程序列表等)clear
[y,fs,bits]=wavread(‘声音');
sound(y,fs,bits);
Y=fft(y,4096);
subplot(211);
plot(y);
title('声音信号的波形');
subplot(212)
plot(abs(Y));
title('声音信号的频谱');
四.实验结果分析(含执行结果验证、输出显示信息和图形等)通过编程实现得到下列图形:。

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用Matlab求语音序列的倒谱
将采样序列保存到x向量中,然后首先选取5450点到5950点做分析,这一段对应的是浊音语音段。

之所以要选512点(比较大)是为了减小在用离散傅立叶变换计算倒谱时造成的混叠。

然后对这段信号求FFT、取模、取log、IFFT得到倒谱,并画图。

接着我又读进了这段语音信号,选取30500点到31011点进行分析,这一段对应的是清音语音段。

接下来的处理与对浊音的处理完全相同。

这段代码如下:
“changqing.m”文件:
clear all;
x=wavread(' changqing.wav');%对声音文件中的数据采样,结果保存到x向量中x=x';%转置成行向量,便于处理
N=length(x)%显示声音样点的总长度
x=x(5450:5961);%取中间的一段样点浊音段
a=fft(x);%对x做DFT变换
b=abs(a);%取模运算
d=log(b);%取对数
c=ifft(d);%做IDFT变换
figure(1);%浊音段的倒谱图
subplot(2,1,1);%画原始序列图
plot(x);
title('浊音段的原始序列');
ylabel('x(n)');
subplot(2,1,2);%画该序列的倒谱图
plot(c);
title('浊音段的倒谱');
ylabel('c(n)');
x=wavread(' changqing.wav');%重新对声音文件中的数据采样,结果保存到x 向量中
x=x';%转置成行向量,便于处理
x=x(30500:31011);%取中间的一段样点清音段
a=fft(x);%对x做DFT变换
b=abs(a);%取模运算
d=log(b);%取对数
c=ifft(d);%做IDFT变换
figure(2);%清音段的倒谱图
subplot(2,1,1);%画原始序列图
plot(x);
title('清音段原始序列');
ylabel('x(n)');
subplot(2,1,2);%画该序列的倒谱图
plot(c);
title('清音段的倒谱');
ylabel('c(n)');
本程序已在Matlab7.1上运行成功。

2.3 用C语言实现求倒谱
由于用C语言画图是相当烦琐的,所以这里只是验证求一段N点序列的倒谱。

#include <math.h>
#include <iostream.h>
const double pi=3.1415926;
const int N=8;//N点序列,N值可以在这里改变
void main()
{
double x[N],X[N],ReX[N],ImX[N],c[N],Rec[N],Imc[N];
int n,k,i;
char flag;
while(1)
{
cout<<"请输入一列"<<N<<"点离散语音信号:"<<endl;
//输入一段离散语音序列
for(i=0;i<N;i++)
cin>>x[/font][font=宋体];
for(k=0;k<N;k++)//对该序列进行DFT变换
{
ReX[k]=0;ImX[k]=0;
for(n=0;n<N;n++)
{
ReX[k]=x[n]*cos(2*pi*k*n/N)+ReX[k];
ImX[k]=x[n]*sin(-2*pi*k*n/N)+ImX[k];
}
}
cout<<"该语音序列的DFT是:"<<endl;
for(k=0;k<N;k++)
cout<<"X["<<k<<"]="<<ReX[k]<<"+j("<<ImX[k]<<")"<<endl;
for(k=0;k<N;k++)//对该序列的频谱进行取模和取对数
{
X[k]=sqrt(ReX[k]*ReX[k]+ImX[k]*ImX[k]);
X[k]=log(X[k]);
}
for(n=0;n<N;n++)//求该序列的倒谱
{
Rec[n]=0;Imc[n]=0;
for(k=0;k<N;k++)
{
Rec[n]=X[k]*cos(2*pi*k*n/N)+Rec[n];
Imc[n]=X[k]*sin(2*pi*k*n/N)+Imc[n];
}
Rec[n]=Rec[n]/N;
Imc[n]=Imc[n]/N;
}
cout<<"该语音序列的倒谱是:"<<endl;
for(n=0;n<N;n++)
cout<<"c["<<n<<"]="<<Rec[n]<<"+j("<<Imc[n]<<")"<<endl;
cout<<"还要继续输入待处理的语音信号吗?(Y or N):";
cin>>flag;
if(flag=='N'||flag=='n')
break;
}
}
这段程序已在VC++6.0上运行成功,文件保存在Cepstrum这个文件夹中。

为了对比这段程序,实现相同的功能用Matlab的话用下面这段程序:
clear all;
x=[2,3,4,5,6,7,8,9]
a=fft(x);
b=abs(a);
c=log(b);
d=ifft(c)
这段程序保存为“changqing 1.m”文件。

可见用Matlab实现十分容易。

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