基于matlab的语音信号录制采集和窗函数法滤波器设计

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1、郑州轻工业学院课程设计说明书题目：基于MATLAB的语音信号录制采集和窗函数法滤波器设计姓名：院（系）：专业班级：学号：指导教师：成绩：时间：2014年6月09日至2014年6月13日摘要随着计算机和信息科学的飞速发展，数字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用。Matlab语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，Matlab功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的喜爱。特别是Matlab还具有信号分析工具箱，不需具备很强的编程能力，就可以很方便

2、地进行语音信号分析、处理和设计。语音信号的抽样、频谱分析，滤波讨论分析，通过数字信号处理课程的理论知识的综合运用。从实践上初步实现对数字信号的处理。关键词语音处理/抽样/频谱分析/滤波器目录摘要I绪论11课程设计方案提出21.1设计要求21.2设计方案22.1语音信号的录制32.2语音信号的时域分析42.3语音信号加噪和频谱分析63滤波器的选择73.1滤波器的基本概念73.1.1滤波器的功能73.1.2四种基本的滤波器73.2数字滤波器的基本知识83.2.1FIR数字滤波器83.2.2IIR数字滤波器93.3数字滤波器的选取9心得体会10致谢10参考文献12I绪论MAT

3、LAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室），是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科

4、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。在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入方面，可以直接向Excel和HDF5进行连接。111课程设计方案提出1.1设计要求要求录制一段自己的语音信号后，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

5、频谱图；对所采集的信号加入干扰噪声，对加入噪声进行播放，并进行时域和频谱分析；对比及早前后的时域图和频谱图，分析讨论采用什么的滤波器进行滤除噪声。1.2设计方案Windows自带的录音机声音麦克风声卡滤波采样A/D转换Wav图1.1语音信号录制流程图首先，录制一段语音信号（如图1.1）；然后，利用MATLAB中的wavread命令来读入（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；随后，利用MATLAB中的随机函数(rand或randn)产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其频谱分析，在讨论用什么滤波器

6、去除噪声。112语音信号的采集及加噪2.1语音信号的录制利用PC机上的声卡和WINDOWS操作系统可以进行数字信号的采集。将话筒输入计算机的语音输入插口上,启动录音机。按下录音按钮,接着对话筒说话“语音信号处理”,说完后停止录音,屏幕左侧将显示所录声音的长度，点击放音按钮,可以实现所录音的重现。以文件名“shijiebei”保存入D:MATLABwork中。文件存储器的后缀默认为.wav,这是WINDOWS操作系统规定的声音文件存的标准。具体操作如下：a.打开开始/程序/附件/娱乐/录音机（如图2.1）;图2.1b.用windowsmediaplayer播放一首音乐

7、并用MIC对着耳机录音或自已说话录音（按键），到10秒时停止（按键）（如图2.2）；图2.2c.将录制文件加存为D:/MATLAB7/work中，文件名为shijiebei.wav（如图2.2、图2.3）；11图2.32.2语音信号的时域分析在MATLAB软件平台下，利用MATLAB中的“wavread”命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。再对其进行采样，记住采样频率和采样点数。通过使用wavread函数，可以深入理解采样频率、采样位数等概念，下面介绍Wavread函数几种调用格式。（1）y=wavread（file）；读取f