课程设计基于matlab的语音信号录制采集和分析的程序设计

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1、MATLAB课程设计数学信号处理提高型实验课程　DSP原理及应用题目基于MATLAB的数字语音处理院系专业班级学生姓名学生学号年6月2日第19页共19页MATLAB课程设计目录1绪论11.1MATLAB软件功能简介11.2设计思路21.3课程设计的任务和要求32语音信号的录制43语音信号的采集64语音信号的分析7４.1语音信号时域分析74.2语音信号频域分析9５语音信号的加噪处理116语音信号的均衡和混响处理136.1语音均衡实验136.2语音混响实验137合成和滤噪设计分析148设计总结16参

2、考文献17附录181绪论1.1MATLAB软件功能简介MATLAB的名称源自MatrixLaboratory,1984年由美国Mathworks第19页共19页MATLAB课程设计公司推向市场。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

3、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

4、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

5、。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。1.1设计思路本设计包含以下几个方面：1、语音信号的采集使用电脑或者其它声卡设备采集一段语音信号，并将其转化为*.Wav格式，并将其保存在电脑中，以便MATLAB软件使用。第19页共19页MATLAB课程设计2、在语音中加噪声3、把原音信号均衡4、延时混响%5、将两首语音全成一首歌并消躁1.1课程设计的任务和要求1.3.1任务在一段伴奏音乐上加入自己的伴唱，做成一首歌曲。1、

6、伴奏音乐中含有3种单一频率噪声，3种噪声频率的频差不大于3kHz，且落在音频范围内。2、自己的伴唱要进行频率均衡，并加入混响效果。3、伴唱中应有一段说词，说词中必须有体现自己专业班级姓名的声音。4、最终的歌曲格式为.wav1.3.2要求：上交不少于3000字的设计报告，将制作的音乐发送到ＸＸＸＸＸ邮箱。1、报告内容包括：设计任务、设计要求、设计思路、采取的算法、设计过程、中间结果（频谱截图、频谱分析）、设计结果（频谱截图、频谱分析）、设计总结（达到了哪些目标、存在哪些问题、对存在的问题进行分析、

7、提出改进设想）、参考文献等内容。2、报告最后附录源代码。时间：２周。场地：ＤＳＰ实验室（ＰＣ机、MATLAB软）第19页共19页MATLAB课程设计2语音信号的录制为了将原始模拟语音信号变为数字信号，必须经过采样和量化两个步骤，从而得到时间和幅度上均为离散的数字语音信号。语音信号经过预滤波和采样后，由A／D变换器变换为二址制数字码。这种防混叠滤波通常与模数转换器做在一个集成块内，因此目前来说，语音信号的数字化的质量还是有保证的。市面上购买到的普通声卡在这方面做的都很好，语音声波通过话筒输入到声卡

8、后直接获得的是经过防混叠滤波、A/D变换、量化处理的离散的数字信号。将声卡作为对象处理采集语音信号Matlab将声卡作为对象处理,其后的一切操作都不与硬件直接相关,而是通过对该对象的操作来作用于硬件设备（声卡）。操作时首先要对声卡产生一个模拟输入对象(ai),给ai对象添加一个通道设置采样频率后,就可以启动设备对象,开始采集数据,采集完成后停止对象并删除对象。实际工作中，我们可以利用windows自带的录音机录制语音文件，图1是基于PC机的语音信号录制过程，声卡可以完成语音波形的A/D转换，获得