基于matlab的语音信号采集和窗函数法滤波

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1、目录摘要…………………………………………………………………………01MATLAB程序设计的基本方法………………………………………12数字信号处理的基本理论与方法…………………………………22.1设计理论依据………………………………………………22.1.1采样定理…………………………………………………22.1.2采样频率…………………………………………………32.1.3采样位数与采样频率……………………………………33利用MATLAB采集语言信号并分析…………………………………43.1语音的录入与打开…………………………………………43.2时域信号的

2、FFT分析…………………………………………43.3程序设计源代码………………………………………………54用MATLAB环境采用窗函数法设计数字滤波器…………………84.1数字滤波器的设计过程………………………………………84.2利用窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器………………84.2.1常见窗函数……………………………………………84.2.2MATLAB窗函数的实现…………………………………104.3利用hanning窗设计低通滤波器……………………………115根据所设计的低通滤波器对语音信号进行处理并分析…………146心得体会……………………

3、………………………………………16参考文献…………………………………………………………………17171MATLAB程序设计的基本方法MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科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

4、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。MATLAB产品族可以用来进行以下各种工作：　　●数值分析　　●数值和符号计算　　●工程与科学绘图　　●控制系统的设计与仿真　　●数字图像处理技术　　●数字信号处理技术　　●通讯系统设计与仿真●财务与金融工程172数字信号处理的基本理论与方法2.1设计理论依据图1原理示意图2.1.1采样定理在进行模拟/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

5、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:理想低通信道的最高大码元传输速率=2W*log2N(其中W是理想低通信道的带宽,N是电平强度)172.1.2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。采样频率的常用的表示符号是f_s。2.1.3采样位数与采样频率采样位

6、数可以理解为声卡处理声音的解析度。这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。电脑中的声音文件是用数字0和1来表示的，所以在电脑上录音的本质就是把模拟声音信号转换成数字信号。反之，在播放时则是把数字信号还原成模拟声音信号输出。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。采样位数和采样频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

7、越精确。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。173利用MATLAB采集语言信号并分析3.1语音的录入与打开利用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，再依据实际情况对它进行滤波。对于波形图与频谱图（包括滤波前后的对比图）都可以用MATLAB画出。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。[y,fs,bits]=wavread('Blip',[N1N2])，用于读取语音，采样值放在向量y

8、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