语音信号的采集与处理

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1、一、设计目的：1、通过本课程设计的学习，学生将复习所学的专业知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力；2、掌握Matlab使用方法，能熟练运用该软件设计并完成相应的信息处理；3、通过信息处理实践的课程设计，掌握设计信息处理系统的思维方法和基本开发过程。二、设计内容和要求：1、PCI总线A/D卡1.1PCI总线A/D卡的基本结构外围设备互连（PCI）总线是一种高性能局部总线，是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出来的。在数字图形、图像和语音

2、处理，以及高速实时数据采集与处理等对数据传输率要求较高的应用中，采用PCI总线来进行数据传输，可以解决原有的标准总线数据传输率低带来的瓶颈问题。从1992年创立规范到如今，PCI总线已成为了计算机的一种标准总线。PCI总线取代了早先的ISA总线。当然与在PCI总线后面出现专门用于显卡的AGP总线，与现在PCIExpress总线，但是PCI能从1992用到现在，说明他有许多优点，比如即插即用(PlugandPlay)、中断共享等。不同于ISA总线，PCI总线的地址总线与数据总线是分时复用的。这样做

3、的好处是，一方面可以节省接插件的管脚数，另一方面便于实现突发数据传输。在做数据传输时，由一个PCI设备做发起者(主控，Initiator或Master)，而另一个PCI设备做目标(从设备，Target或Slave)。总线上的所有时序的产生与控制，都由Master来发起。PCI总线在同一时刻只能供一对设备完成传输，这就要求有一个仲裁机构(Arbiter)，来决定在谁有权力拿到总线的主控权。在各种自动测量﹑采集和控制系统中遇到的变量，大多时间上和幅度上都是连续变化的物理量，即模拟量。而微型计算机只能

4、对以二进制形式表示的信息进行运算和处理。将模拟量转换为被计算机所认识和接收的数字量，这个过程叫做模拟/数字转换，简称A/D。A/D转换是将数字计算机应用于生产过程﹑科学实验以实现更有效的自动控制的必不可少的环节，因此如何实现A/D转换器与计算机的接口，也就成为计算机控制系统设计中的一项十分重要的工作。在以Windows为主的图形用户接口进入PC机后，人们迫切需要研制基于PC系统的快速、高性能的图像信号采集系统来获取各种信号，以满足数字信号处理新技术的要求。PCI总线作为一种高性能的局部总线，成为

5、PC机的主流总线，数据传输率低的ISA总线信号采集系统将迅速被市场淘汰。1.2PCI总线A/D卡的通用结构2、A/D卡的采集、存储和显示程序2.1A/D卡的采集的基本原理运行时的数据并送给PC机，通过运行在PC机上的特定软件对这些数据进行分析，以此判断当前运行设备的状况，进而采取相应措施。当前常用的数据采集装置，在其系统软件设计中，多采用单任务顺序机制。这样就存在系统安全性差的问题。这对于稳定性、实时性要求很高的数据采集装置来说是不允许的，因此有必要引入嵌入式操作系统。下面以μＣ/ＯＳⅡ为操作平

6、台，基于ＡＲＭ７系列处理器，对一种高性能的数据采集系统开发进行探索。2.2实验程序load('D:zqh.txt');x=Lz(:,1);y=lz(:,2);plot(x,y);ylabel('y轴单位v’);xlabel('x轴单位s');figure2.3实验结果3、matlab实现激光位移传感器的信号采集与处理3.1基本原理在windows下录制自己的一段语言信号或选取一段MP3文件，在matlab软件平台画出时域波形和频率响应图，并对所构造的语音信号上分别叠加均匀白噪声和高斯白噪声,对

7、加入噪声的信号进行频谱分析，利用matlab对含躁的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化。3.2设计步骤（1）在PC机上选择一段语音信号并将其以文件名“2”保存在F盘，文件后缀名为“.wav”。（2）语音信号的过程流程图：（3）采集语音信号后，用matlab编程对语音信号进行采样和频谱分析。（4）对原始语音信号分别加叠加均匀白噪声和高斯白噪声。（5）查找资料，结合学过信号处理相关课程，根据信号不同噪声特点，设计实验确定相对应的消躁方法。（6）语

8、音信号的滤波示意图：（7）编程实现。3.3设计程序与仿真结果3.3.1原始语音信号分析（1）matlab程序代码[x1,fs,bits]=wavread('F:2.wav');%读取语音信号的数据，赋给变量x1sound(x1,fs);%播放语音信号y1=fft(x1,4096);%对信号做4096点FFT变换f=fs*(0:511)/4096;figure(1)plot(x1)%做原始语音信号的时域图形title('原始语音信号');xlabel('timen');ylabel('fuzhi