(完整版)语音信号分析与处理系统设计

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语音信号分析处理系统

语音信号分析处理系统

河北科技大学课程设计报告学生姓名:学号:专业班级:通信工程课程名称:数字信号处理课程设计学年学期2015——2016学年第二学期指导教师:张秀清2016年6月课程设计成绩评定表目录一、设计题目............................... - 1 -二、设计目的............................... - 1 -三、设计原理............................... - 1 -四、实现方法............................... - 1 -五、设计内容及要求................... - 2 -六、实施结果............................... - 2 -七、设计体会............................. - 10 -一、设计题目语音信号分析处理系统二、设计目的(1)了解音频信号的频率成分;本课程设计要求掌握 MATLAB 语言特性、数学运算和图形表示;掌握 MATLAB 程序设计方法在信息处理方面的一些应用;掌握在 Windows 环境下,利用 MATLAB 进行语音信号采集与处理的基本方法。

(2)采集一段音频语音进行FFT频谱分析;本课程设计分为基础与综合设计题目,其中基础题目为 MATLAB 基本训练(必做);对于综合设计题,需按照任务书要求,对设计过程所进行的有关步骤进行理论分析,并对完成的设计作出评价,总结自己整个设计工作中的经验教训、收获;在课设最后一天提交课程设计报告,报告必须按照统一格式打印,装订成册。

三、设计原理利用Windows下的录音机,录制一段语音,存为1.WAV的文件。

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。

首先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(FFT变换),得到信号的频谱特性,分析语音信号频谱。

语音信号处理(很好很全)

语音信号处理(很好很全)

摘要语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。

语音信号处理是一门发展十分迅速、应用非常广泛的前沿交叉学科,同时又是一门跨学科的综合性应用研究领域和新兴技术。

现代语音信号系统包括语音信号采集单元和语音信号处理单元,本论文确定了相应的处理芯片:TMS320C5402DSP和TLCAD50C芯片。

但语音信号处理有两个需要解决的问题,语音信号的时变性,和直接进行傅里叶变换其运算量相当大。

其解决措施是加窗函数和运用快速傅里叶变换(即FFT)。

本论文关于这部分的软件设计是在Code Composer Studio(简称CCS)环境下进行的。

本论文的结构是先介绍语音信号处理单元和语音信号采集单元,然后简单介绍语音信号处理系统的硬件电路,最后在CCS环境下进行语音信号的频谱分析。

关键词:语音信号,时变性,窗函数,FFT,DSP,CCSABSTRACTThe speech is the importance source and way of obtain information and make use of the information .The speech signal processing is a development very quick, application very extensive of front follow to cross an academics, in the meantime again is a door across an academics of comprehensive sex application study realm and newly arisen technique.The speech signal system include speech signal to collect unit and the processing unit of the speech signal, this thesis assurance correspond of processing chip:DSP and the TLCAD50 C chip of the TMS320 C5402.But speech signal processing have two problem that need to be solve, because of it hour change sex can't carry on leaf's transformation in the Fu, with direct carry on leaf's transformation in the Fu it operation quantity equal big.Its solving measure is to add window function and usage fast leaf's transformation in the Fu.(namely FFT)The software design carry on under the Studio(brief name CCS) environment of the Code Composer, the CCS is a TI company for the TMS320 series DSP software development release of integration development environment.The structure of this thesis is unit and speech signal of the signal processing of the introduction speech to collect unit first, then simple introduction speech signal processing system of hardware electric circuit, end carry on the frequency chart of speech signal analysis under the CCS environment.Keywords:The speech signal, hour change sex, window function, FFT, DSP, CCS目录1.绪论 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

信号与系统课程设计-语音信号处理系统设计模板

信号与系统课程设计-语音信号处理系统设计模板

课题三语音信号处理系统设计一、本课题的目的本设计课题主要研究语音信号抽样和恢复的软硬件实现方法、滤波器的设计及应用。

通过完成本课题的设计,拟主要达到以下几个目的:1.通过硬件实验观察连续时间信号抽样及恢复的波形特点。

加深理解时域抽样定理的内容。

2.掌握利用MATLAB实现连续时间信号抽样及恢复的基本原理和方法。

3.掌握利用MATLAB分析模拟及数字系统时域、频域特性的方法;4.了解模拟滤波器系统的设计方法、基于运算电路的模拟系统有源实现方法;通过实验平台掌握模拟系统的频率特性测试方法。

5.熟悉由模拟滤波器转换为数字滤波器的原理。

6.掌握数字滤波器的设计方法。

通过设计具体的滤波器掌握滤波器设计方法、步骤。

7.了解数字滤波器的应用,了解语音信号的频率特性。

8.培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

二、课题任务设计一个语音信号处理系统,实现对语音信号的抽样、滤波、频谱分析以及信号的回复。

要求通过硬件实验掌握其电路工作原理、测试方法以及数据处理方法,根据系统的设计技术指标通过程序设计实现系统仿真。

硬件部分:1.利用信号与系统实验箱实现信号的抽样和恢复。

2.利用信号与系统实验箱熟悉四阶巴特沃思滤波器(或切比雪夫滤波器)的工作原理并观察记录各型滤波器的幅频特性。

软件部分:1.根据抽样定理及语音信号频谱范围设计一个最小3阶模拟滤波器对语音信号进行预滤波,用直接、级联或并联结构实现所设计系统,对系统的时域、频域特性进行仿真测试,对结果进行分析比较。

(要求保留4000Hz以内频率的信号,可采用巴特沃斯或者切比雪夫滤波器)2.设计一个系统,要求:(1)实现连续信号的抽样。

(2)针对语音信号频谱及噪声频率,设计巴特沃思数字滤波器(或切比雪夫滤波器)滤除噪声,进行频谱分析并与原始信号进行比较。

(3)由滤波后信号恢复出连续信号,进行谱分析并进行回放。

3. 利用MA TLAB软件的系统仿真功能(Simulink)实现系统工作过程的仿真测试,并对其结果加以分析。

基于语音信号处理的智能语音交互系统设计

基于语音信号处理的智能语音交互系统设计

基于语音信号处理的智能语音交互系统设计智能语音交互系统是当前智能家居、智能办公、智能医疗等领域发展的一个热门方向。

它的主要功能是通过语音识别和语音合成技术实现人机交互,使人类通过自然的语音交流方式与计算机进行互动。

本文将从语音信号处理的角度对智能语音交互系统进行设计分析。

一、语音信号的采集语音信号的采集是智能语音交互系统的第一步。

采集到的语音信号必须具备较高的准确性和清晰度,这是确保后续语音处理技术实现良好性能的重要前提。

目前,常用的语音信号采集方法有两种,一种是使用麦克风采集,另一种是使用电话网络采集。

对于智能语音交互系统来说,使用麦克风采集更为常见。

为了保证语音信号的质量,需选用高质量的麦克风,并将其安装在合适的位置,消除环境噪声和回声的干扰。

二、语音信号的数字化与声学特征提取采集到样本的语音信号需要进行数字化处理,并从中提取出有效的声学特征,如音调、声音强度、音频频率等。

数字化是将模拟语音信号转化为数字信号的过程,一般使用模数转换器实现。

声学特征提取则需要运用信号处理技术,如傅里叶变换、小波变换、自相关分析等。

以傅里叶变换为例,它可以将复杂的声音信号分解为基本频率,从而提取出音调、频率等信息。

三、语音信号的识别语音信号的识别是智能语音交互系统的核心技术。

通常采用的方法是将数字化的语音信号输入到模型中进行分析,从而识别出该语音所包含的文字信息。

语音识别技术主要有两种,一种是基于模板匹配的方法,另一种是基于统计模型的方法。

模板匹配方法是通过比较输入语音信号与储存的模板语音信号的差异程度,从而进行识别。

其优点在于精确度高,实现简单。

但缺点是对于不同发音者,识别准确度较低。

统计模型方法则是将语音信号看做随机过程,通过对大量语音文本的训练,建立起语音信号与文字之间的映射关系,在识别时利用该模型来进行推理。

该方法的准确率高,适用性强。

四、语音信号的合成语音信号的合成是指将文字信息转化成自然语音的过程。

智慧语音分析系统设计方案

智慧语音分析系统设计方案

智慧语音分析系统设计方案智慧语音分析系统是一种基于人工智能技术的系统,可以通过语音识别、自然语言理解和机器学习等技术,对用户的语音进行分析和处理,从而实现语音交互和语音控制。

下面是一个智慧语音分析系统设计方案:1. 系统架构设计:- 前端采用语音输入设备,如麦克风,用于接收用户的语音输入。

- 语音输入会经过语音识别模块,将语音信号转换为文本。

- 文本数据会经过自然语言理解模块,进行语义解析和意图识别。

- 通过对意图识别结果的处理,可以得到相应的系统动作和回答。

- 系统的动作和回答通过语音合成模块转化为语音信号,并通过声音输出设备,如扬声器,反馈给用户。

2. 语音识别模块设计:- 语音识别是系统中的核心技术,可以采用深度学习模型,如长短时记忆网络(LSTM)或卷积神经网络(CNN)。

- 训练语音识别模型需要大量带标签的语音数据集,可以利用现有语音数据集进行预训练,并通过迁移学习的方法进行微调。

- 语音识别模型需要进行实时推理,因此需要在设计时考虑模型的计算效率和内存占用。

3. 自然语言理解模块设计:- 自然语言理解是将用户的文本输入转化为机器可以理解的表示形式,通常包括语法分析、语义分析和意图识别等任务。

- 可以采用模板匹配、规则推理或机器学习方法来实现自然语言理解。

- 意图识别是自然语言理解的关键任务,可以采用基于统计的方法,如最大熵模型或隐马尔可夫模型,或者采用基于深度学习的方法,如循环神经网络(RNN)或卷积神经网络(CNN)。

4. 语音合成模块设计:- 语音合成是将系统的动作和回答转化为语音信号的过程。

- 可以采用基于规则的方法,如将文本分割为音素,并将音素转化为音频信号。

- 也可以采用基于深度学习的方法,如循环神经网络(RNN)或生成对抗网络(GAN),通过训练模型生成语音波形。

5. 数据处理和存储设计:- 系统需要处理大量的语音数据和文本数据,因此需要设计合适的数据处理和存储方案。

- 可以采用分布式数据存储和处理技术,如Hadoop 和Spark,来实现高性能和可扩展的数据处理。

语音信号分析与处理方法综述

语音信号分析与处理方法综述

语音信号分析与处理方法综述语音信号是人类交流中重要的组成部分,语音信号分析与处理是一项非常重要的研究方向。

语音信号分析与处理技术可以被应用于语音识别、语音合成、语音增强、语音鉴别等领域,为人类提供更高效、高质量的语音交流体验。

本文将综述语音信号分析与处理的方法,包括基本概念和基础知识,语音信号的预处理、特征提取与分类等技术,以及目前应用较广泛的语音识别和语音合成技术。

本文还将介绍这些技术的理论基础、算法和应用案例。

一. 语音信号的基本概念和基础知识语音信号是人类通过声音来进行交流的信号,包含语音的各种音节和声调信息。

在语音信号分析与处理中,需要掌握语音信号的基本概念和基础知识。

在语音信号中,有许多不同的声音成分和噪声成分,语音信号预处理技术采取一系列措施来消除这些噪声,提高语音信号的质量。

例如,预处理技术包括消噪、滤波、去混响等技术。

二. 语音信号的预处理技术语音信号预处理技术包括噪声去除、滤波、去混响等技术。

这些技术可以帮助清除语音信号中的杂音和噪声,提高语音信号的可读性和质量。

噪声去除技术是预处理语音信号中最常用和最简单的技术。

这种技术采用滤波器、降噪器等设备或软件来消除语音信号中的杂音和噪声。

滤波技术是在语音信号中过滤特定频率成分的一种技术,这可以将一些不必要的频率成分去除,使语音信号更加清晰。

滤波依据的原理是,去除不相关信号的频率成分,使有用信号能够更好地被保留。

去混响技术是将混响(残留回响)去除的技术。

在语音信号分析与处理中,经常需要去除混响,因为混响会导致语音信号的低频部分(主要是语音信号中的音节)发生失真,降低语音信号的质量。

三. 语音信号特征提取语音信号的特征提取是将语音信号转化为一种易于分析和识别的数据结构或特征向量的过程。

一些常用的语音信号特征提取方法包括短时能量、过零率、梅尔倒谱系数等。

短时能量是一种用于计算语音信号能量的技术。

通过计算语音信号每个短时间内的总能量,可以得出一个很好的特征向量。

语音信号分析与识别系统设计

语音信号分析与识别系统设计

语音信号分析与识别系统设计一、引言随着计算机技术的发展,语音信号分析与识别系统越来越广泛地应用于现代社会的各个领域,如通信、安全、医疗等。

语音信号分析与识别系统能够从语音信号中提取有用的信息,并自动地对语音信号进行识别和分类,从而实现人与计算机之间的语音交互。

本文将介绍语音信号分析与识别系统的设计。

首先,我们将详细探讨语音信号的特点和处理方式。

然后,我们将分析语音信号分析与识别系统的设计流程和组成部分。

最后,我们将介绍如何评估语音信号分析与识别系统的性能。

二、语音信号的特点与处理方式语音信号是一种非常复杂的信号,其特点主要包括以下几点:1. 频谱分布随时间变化。

语音信号的频谱分布随时间变化,这意味着在不同的时间段内需要对语音信号进行不同的处理。

2. 语音信号包含大量的噪音。

语音信号经常会受到各种外界干扰,如噪声、房间谐振、回声等。

3. 语音信号的动态范围很大。

语音信号的动态范围通常大于15位,这意味着在数字化处理之前需要进行压缩处理。

针对语音信号的特点,常见的处理方式包括以下几种:1. 预加重。

为了解决语音信号频谱分布随时间变化的问题,可以采用预加重技术对语音信号进行预处理。

2. 滤波。

滤波是减少语音信号中噪声的重要手段。

常用的滤波方法包括高通滤波、低通滤波等。

3. 动态范围压缩。

语音信号的动态范围很大,因此需要进行压缩处理。

动态范围压缩技术可以将语音信号的高幅度部分的动态范围压缩到合理的范围内。

三、语音信号分析与识别系统的设计流程在语音信号分析与识别系统的设计中,通常包括以下流程:1. 预处理。

通过预处理可以去除干扰和噪声,同时将语音信号从时域转换到频域。

2. 特征提取。

提取语音信号的一些重要特征,如梅尔倒频谱系数、过零率、短时能量等。

3. 模型训练。

根据提取的特征,通过机器学习等方法训练出语音识别模型。

4. 语音识别。

通过训练的模型对未知的语音信号进行识别。

四、语音信号分析与识别系统的组成部分语音信号分析与识别系统通常包括以下几个组成部分:1. 麦克风。

语音处理系统课程设计

语音处理系统课程设计

语音处理系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解语音处理系统的基本概念,掌握语音信号的数字化处理过程;2. 学生能够描述不同类型的语音信号处理技术,如声音识别、语音合成、语音增强等;3. 学生能够解释语音处理技术在日常生活和工业应用中的重要性。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,使用编程工具设计简单的语音识别或语音合成程序;2. 学生能够通过实验和项目实践,分析并解决语音信号处理中遇到的问题;3. 学生能够运用团队协作和沟通技巧,共同完成语音处理系统的设计与实现。

情感态度价值观目标:1. 学生对语音处理产生兴趣,培养主动探索新技术、新方法的积极态度;2. 学生在实验和项目过程中,培养勇于尝试、面对挑战的信心和毅力;3. 学生能够认识到语音处理技术在促进社会发展、服务人民生活中的重要作用,树立正确的技术价值观。

本课程针对高年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论与实践相结合,提高学生的动手能力和创新能力。

通过本课程的学习,使学生能够掌握语音处理的基本原理,具备实际应用能力,并在此基础上培养良好的团队合作精神和价值观。

二、教学内容1. 语音信号基本概念:包括声音的产生、传播和接收,语音信号的时域和频域分析,语音信号的数字化表示。

- 教材章节:第一章 语音信号处理基础2. 语音信号处理技术:涵盖声音识别、语音合成、语音增强等技术的原理及其应用。

- 教材章节:第二章 语音信号处理技术3. 语音处理编程实践:利用编程工具(如Python、MATLAB等),设计简单的语音识别或语音合成程序。

- 教材章节:第三章 语音处理编程实践4. 语音处理系统设计与实现:结合实际项目,分析并解决语音信号处理中的问题,完成系统设计与实现。

- 教材章节:第四章 语音处理系统设计与实现5. 语音处理应用案例分析:分析典型语音处理应用案例,如智能助手、语音翻译等,了解其技术原理和实际应用。

- 教材章节:第五章 语音处理应用案例本教学内容根据课程目标制定,注重科学性和系统性。

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语音信号分析与处理系统设计语音信号分析与处理系统设计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的学科,是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。

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形式。

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为离散的数据文件,然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据,如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等,它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数,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,使人机交互更加便捷。

信号处理是Matlab重要应用的领域之一。

本设计针对现在大部分语音处理软件内容繁多、操作不便等问题,采用MATLAB7.0综合运用GUI界面设计、各种函数调用等来实现语音信号的变频、变幅、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。

最后,本文对语音信号处理的进一步发展方向提出了自己的看法。

关键字:Matlab;语音信号;傅里叶变换;信号处理;目录1 绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1. 3本课题的研究内容和方法 (2)1.3.1 研究内容 (2)1.3.2 运行环境 (2)1.3.3 开发环境 (2)2 语音信号处理的总体方案 (3)2.1 系统基本概述 (3)2.2 系统基本要求 (3)2.3 系统框架及实现 (3)2.4系统初步流程图 (4)3 语音信号处理基本知识 (6)3.1语音的录入与打开 (6)3.2采样位数和采样频率 (6)3.3时域信号的FFT分析 (6)3.4数字滤波器设计原理 (7)3.5倒谱的概念 (7)4 语音信号处理实例分析 (8)4.1图形用户界面设计 (8)4.2信号的采集 (8)4.3语音信号的处理设计 (8)4.3.1 语音信号的提取 (8)4.3.2 语音信号的调整 (10)4.3.2.1语音信号的频率调整 (10)4.3.2.2语音信号的振幅调整 (11)4.3.3语音信号的傅里叶变换 (12)4.3.4 语音信号的滤波 (13)4.3.4.1 语音信号的低通滤波 (13)4.3.4.2 语音信号的高通滤波 (15)4.3.4.3 语音信号的带通滤波 (15)4.3.4.4 语音信号的带阻滤波 (16)4.4 语音信号的输出 (17)5 总结 (18)参考文献 (19)致谢......................................... 错误!未定义书签。

1 绪论语音是语言的声学表现,是人类交流信息最自然、最有效、最方便的手段。

随着社会文化的进步和科学技术的发展,人类开始进入了信息化时代,用现代手段研究语音处理技术,使人们能更加有效地产生、传输、存储、和获取语音信息,这对于促进社会的发展具有十分重要的意义,因此,语音信号处理正越来越受到人们的关注和广泛的研究。

1.1课题背景及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国内外研究现状20世纪60年代中期形成的一系列数字信号处理的理论和算法,如数字滤波器、快速傅立叶变换(FFT)等是语音信号数字处理的理论和技术基础。

随着信息科学技术的飞速发展,语音信号处理取得了重大的进展:进入70年代之后,提出了用于语音信号的信息压缩和特征提取的线性预测技术(LPC),并已成为语音信号处理最强有力的工具,广泛应用于语音信号的分析、合成及各个应用领域,以及用于输入语音与参考样本之间时间匹配的动态规划方法;80年代初一种新的基于聚类分析的高效数据压缩技术—矢量量化(VQ)应用于语音信号处理中;而用隐马尔可夫模型(HMM)描述语音信号过程的产生是80年代语音信号处理技术的重大发展,目前HMM已构成了现代语音识别研究的重要基石。

近年来人工神经网络(ANN)的研究取得了迅速发展,语音信号处理的各项课题是促进其发展的重要动力之一,同时,它的许多成果也体现在有关语音信号处理的各项技术之中。

1.3本课题的研究内容和方法1.3.1 研究内容本论文主要介绍的是的语音信号的简单处理。

本论文针对以上问题,运用数字信号学基本原理实现语音信号的处理,在matlab7.0环境下综合运用信号提取,幅频变换以及傅里叶变换、滤波等技术来进行语音信号处理。

我所做的工作就是在matlab7.0软件上编写一个处理语音信号的程序,能对语音信号进行采集,并对其进行各种处理,达到简单的语音信号处理的目的。

1.3.2 运行环境运行环境主要介绍了硬件环境和软件环境。

硬件环境:① 处理器:Inter Pentium 166 MX 或更高② 内存:512MB或更高③ 硬盘空间:40GB或更高④ 显卡:SVGA显示适配器软件环境:操作系统:Window 98/ME/2000/XP1.3.3 开发环境开发环境主要介绍了本系统采用的操作系统、开发语言。

(1) 操作系统:Windows XP(2) 开发环境:Matlab 7.02 语音信号处理的总体方案2.1 系统基本概述图形用户界面(Graphical User Interface,简称 GUI,又称图形用户接口)是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。

与早期计算机使用的命令行界面相比,图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受。

GUI的广泛应用是当今计算机发展的重大成就之一,他极大地方便了非专业用户的使用人们从此不再需要死记硬背大量的命令,取而代之的是可以通过窗口、菜单、按键等方式来方便地进行操作。

2.2 系统基本要求本文是用Matlab对含噪的的语音信号同时在时域和频域进行滤波处理和分析,在MATLAB应用软件下设计一个简单易用的图形用户界面(GUI),来解决一般应用条件下的各种语音信号的处理。

2.3 系统框架及实现1)语音信号的采集使用电脑的声卡设备采集一段语音信号,并将其保存在电脑中。

2)语音信号的处理语音信号的处理主要包括信号的提取、信号的调整、信号的变换和滤波等。

Ⅰ.语音信号的时域分析语音信号是一种非平稳的时变信号,它携带着各种信息。

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。

语音信号分析的目的就在与方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。

语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法,其中时域分析是最简单的方法,直接对语音信号的时域波形进行分析,提取的特征参数主要有语音的短时能量,短时平均过零率,短时自相关函数等。

①提取:通过图形用户界面上的菜单功能按键采集电脑设备上的一段音频信号,完成音频信号的频率,幅度等信息的提取,并得到该语音信号的波形图。

②调整:在设计的用户图形界面下对输入的音频信号进行各种变化,如变化幅度、改变频率等操作,以实现对语音信号的调整。

Ⅱ.语音信号的频域分析信号的傅立叶表示在信号的分析与处理中起着重要的作用。

因为对于线性系统来说,可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应,所以傅立叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。

另外,傅立叶表示使信号的某些特性变得更明显,因此,它能更深入地说明信号的各项红物理现象。

由于语音信号是随着时间变化的,通常认为,语音是一个受准周期脉冲或随机噪声源激励的线性系统的输出。

输出频谱是声道系统频率响应与激励源频谱的乘积。

声道系统的频率响应及激励源都是随时间变化的,因此一般标准的傅立叶表示虽然适用于周期及平稳随机信号的表示,但不能直接用于语音信号。

由于语音信号可以认为在短时间内,近似不变,因而可以采用短时分析法。

①变换:在用户图形界面下对采集的语音信号进行Fourier等变换,并画出变换前后的频谱图和变换后的倒谱图。

②滤波:滤除语音信号中的噪音部分,可采用低通滤波、高通滤波、带通滤波和帯阻滤波,并比较各种滤波后的效果。

3)语音信号的效果显示通过用户图形界面的输出功能,将处理后的信号的语音进行播放,试听处理后的效果。

2.4系统初步流程图图2.1列出了整个语音信号处理系统的工作流程:图2.1 语音信号处理系统的工作流程其中信号调整包括信号的幅度和频率的任意倍数变化。

如下图2.2图2.2 信号调整信号的滤波采用了四种滤波方式,来观察各种滤波性能的优缺点:图2.3 语音信号滤波的方式在以上三图中,可以看到整个语音信号处理系统的流程大概分为三步,首先要读入待处理的语音信号,然后进行语音信号的处理,包括信息的提取、幅度和频率的变换以及语音信号的傅里叶变换、滤波等;滤波又包括低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波等方式。

最后对处理过的语音信号进行处理后的效果显示。

以上是本系统的工作流程,本文将从语音信号的采集开始做详细介绍。

3 语音信号处理基本知识3.1语音的录入与打开在MATLAB中,[y,fs,bits]=wavread('Blip',[N1 N2]);用于读取语音,采样值放在向量y中,fs表示采样频率(Hz),bits表示采样位数。

[N1 N2]表示读取从N1点到N2点的值(若只有一个N的点则表示读取前N点的采样值)。

sound(x,fs,bits); 用于对声音的回放。

向量y则就代表了一个信号(也即一个复杂的“函数表达式”)也就是说可以像处理一个信号表达式一样处理这个声音信号。

3.2采样位数和采样频率采样位数即采样值或取样值,用来衡量声音波动变化的参数,是指声卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数。

采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数,采样频率越高声音的还原就越真实越自然。

采样位数和采样率对于音频接口来说是最为重要的两个指标,也是选择音频接口的两个重要标准。

无论采样频率如何,理论上来说采样的位数决定了音频数据最大的力度范围。

每增加一个采样位数相当于力度范围增加了6dB。

采样位数越多则捕捉到的信号越精确。

对于采样率来说你可以想象它类似于一个照相机,44.1kHz意味着音频流进入计算机时计算机每秒会对其拍照达441000次。

显然采样率越高,计算机摄取的图片越多,对于原始音频的还原也越加精确。

3.3时域信号的FFT分析FFT即为快速傅氏变换,是离散傅氏变换的快速算法,它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性,对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。

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