语音信号处理系统设计

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1、语音信号处理系统信号与线性系统课程设计报告语音信号处理系统设计班级:通信102班姓名：学号：成绩：指导教师：王霞日期：2012年12月语音信号处理系统目录摘要1关键词.11课程设计的目的意义11.1课程设计的目的11.2课程设计的意义12设计任务及技术指标13设计方案论证24具体设计内容34.1语音信号分析设计34.2图形用户界面设计75实验结果与分析156总结16参考文献16语音信号处理系统语音信号处理系统设计摘要：语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科。语音信号处理的目的是得到某些参数以便高效传输或存储,或者是用于某种应用，如

2、人工合成出语音、辨识出讲话者、识别出讲话内容、进行语音增强等。本次设计主要进行了语音信号的采集与分析。采集语音信号后，在MATLAB软件平台上进行频谱分析,并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复信号并与原信号进行比较。利用MATLAB来读入（采集）语音信号，该信号看作一个普通的信号，对其进行FFT变换实现频谱分析，再依据实际情况对它进行滤波。然后我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放，以便在听觉上来感受声音的变化。关键词：语音信号，频域，时域，滤波器，MATLAB，LABVIEW1课程设计的

3、目的、意义1.1课程设计的目的（1）掌握Matlab软件的特点和使用方法。（2）掌握利用Matlab分析信号和系统的时域、频域特性的方法；（3）掌握数字滤波器的设计方法及应用。（4）了解语音信号的特性及分析方法。（5）了解LabVIEW虚拟仪器的特点，了解采用LabVIEW进行仿真的方法。（6）通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。1.2课程设计的意义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的形式。语言是人类持有的功能．声音是人类常用的工具，是相互传递信息的最主要的手段。因此，语音信号是人们构成思想疏通和感情

4、交流的最主要的途径。并且，由于语言和语音与人的智力活动密切相关，与社会文化和进步紧密相连，所以它具有最大的信息容量和最高的智能水平。现在，人类已开始进入了信息化时代，用现代手段研究语音信号，使人们能更加有效地产生、传输、存储、获取和应用语音信息，这对于促进社会的发展具有十分重要的意义。2设计任务利用Matlab设计一个简单的数字语音信号分析系统，利用GUI设计友好的图形用户界面，实现数字语音信号读取，时域波形显示，频谱分析，设计数字滤波器滤除噪声，对语音信号的参数进行计算分析等功能。具体任务是：（1）对原始数字语音信号进行读取。（2）对原始数字语音信号加入

5、干扰噪声，画出原始信号及带噪信号的时域波形，利用FFT进行频域分析，画出相应波形。（3）针对数字语音信号频谱及噪声频率，设计合适的数字滤波器滤除噪声。（4）对噪声滤除前后的语音进行时频域分析。（5）对语音信号部分时域参数进行计算。语音信号处理系统（6）设计图形用户界面（包含以上功能）。（选作）采用LabVIEW进行仿真设计，实现系统的功能，要求给出系统的前面板和框图，并记录仿真结果。3设计方案论证（手写）本课题是对语音信号进行处理，要经过语音信号的采集，频谱分析，加干扰噪声，滤波器设计，进行滤波和图形用户界面设计等几个步骤。所需要用到的理论依据有：⑴采样定

6、理在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中，最高频率fmax的2倍时，即：fs.max>=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5～10倍；采样定理又称奈奎斯特定理。⑵采样频率采样频率（也称为采样速度或者采样率）定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，它用赫兹（Hz）来表示。采样频率的倒数是采样周期或者叫作采样时间，它是采样之间的时间间隔。采样频率只能用于周期性采样的采样器，对于非周期性采样的采样器没有规则限制。采样频率与声音频率之间有一定的关系，根据奎

7、斯特理论，只有采样频率高于声音信号最高频率的两倍时，才能把数字信号表示的声音还原成为原来的声音。这就是说采样频率是衡量声卡采集、记录和还原声音文件的质量标准。⑶语音的录入与打开在MATLAB中，[y,fs,bits]=wavread('Blip',[N1N2]);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。[N1N2]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）[10]。sound(x,fs,bits);用于对声音的回放。向量x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

8、处理一个信号表达式一样处理这个声音信号。⑷时域信号的FFT分析FF