语音信号处理课程设计

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1、吉林工程技术师范学院课程设计论文____________________________________________________________________________________________目录第一章绪论1第二章基本理论22.1语音信号加窗处理22.2短时时间域分析和短时频率域分析22.3LPC参数估计4第三章语音信号处理GUI设计53.1语音信号加窗处理设计53.2短时时间域分析和短时频率域分析63.3LPC参数估计8第四章总结10参考文献1111吉林工程技术师范学院课程设计论文_______________________________________

2、_____________________________________________________第一章绪论语音信号处理是一门比较实用的电子工程的专业课程，语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。通过语言相互传递信息是人类最重要的基本功能之一。语言是人类特有的功能，它是创造和记载几千年人类文明史的根本手段，没有语言就没有今天的人类文明。语言是语言的声学表现，是相互传递信息的最重要手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。语音信号处理是研究用数字信号处理技术队语音信号进行处理的一门科学，它是一门新兴的学科，同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉

3、学科。本次课程设计是用MATLAB对含噪的语音信号同时在时域和频域进行滤波处理和分析，在MATLAB应用软件下设计一个简单易用的图形用户界面（GUI），来解决一般应用条件下的各种语音信号的处理。本论文主要介绍的是语音信号的简单处理。笨论文针对以上问题，运用数字信号学基本原理实现语音信号的处理，在matlab7.0环境下综合运用信号提取，幅频变换以及傅里叶变换、滤波等技术来进行语音信号处理。我们所做的工作就是在matlab7.0软件上编写一个处理语音信号的程序，能对语音信号进行采集，并对其进行各种处理，达到简单的语音信号处理的目的.11吉林工程技术师范学院课程设计论文_________

4、___________________________________________________________________________________第二章基本理论2.1语音信号加窗处理由于发音器官的惯性运动，可以认为在一小段时间里（一般为10ms~30ms）语音信号近似不变，即语音信号具有短时平稳性。这样，可以把语音信号分为一些短段（称为分析帧）来进行处理。语音信号的分帧实现方法：采用可移动的有限长度窗口进行加权的方法来实现的。一般每秒的帧数约为33～100帧。分帧一般采用交叠分段的方法，这是为了使帧与帧之间平滑过渡，保持其连续性。前一帧和后一帧的交叠部分称为帧移，

5、帧移与帧长的比值一般取为0~1/2。窗长的选择一般选取100～200。原因如下：当窗较宽时，平滑作用大，能量变化不大，故反映不出能量的变化。当窗较窄时，没有平滑作用，反映了能量的快变细节，而看不出包络的变化。语音信号的分帧处理，实际上就是对各帧进行某种变换或运算。2.2短时时间域分析和短时频率域分析短时平均能量定义定义n时刻某语音信号的短时平均能量En为：（2-1）当窗函数为矩形窗时，有（2-2）则短时平均能量可以写成：（2-3）En特点：En反映语音信号的幅度或能量随时间缓慢变化的规律。窗的长短对于能否由短时能量反映语音信号的幅度变化，起着决定性影响。11吉林工程技术师范学院课程设

6、计论文____________________________________________________________________________________________如果窗选得很长，En不能反映语音信号幅度变化。窗选得太窄，En将不够平滑。通常，当取样频率为10kHz时，选择窗宽度N=100~200是比较合适的。为了克服短时能量函数计算x2(m)的缺点。Mn与En的比较：1.Mn能较好地反映清音范围内的幅度变化；2.Mn所能反映幅度变化的动态范围比En好；3.Mn反映清音和浊音之间的电平差次于En。定义在离散时间语音信号情况下，如果相邻的采样具有不同的代数符号

7、就称为发生了过零。单位时间内过零的次数就称为过零率。考虑到w(n-m)的非零值范围为n-m≥0，即m≤n，以及n-m≤N-1,故m≥n-N+1，因此短时平均过零率可以改写为：（2-4）短时傅里叶变换的滤波器实现形式一（2-5）如果把w(n)看作为一个滤波器的单位取样响应，则短时傅里叶变换就是该滤波器的输出，为滤波器的输入。周期性声门波可表示为：u[n]=g[n]*p[n](2-6)其中,g[n]是声门波的单周期的波形，p[n]是间隔为P的周期采样序列。当u