基于matlabgui的语音信号去噪处理

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1、基于MatlabGUI的语音信号去噪处理【摘要】应用数字滤波器的理论和设计方法，在Matlab软件开发环境下分别通过脉冲响应不变法和双线性变换法设计出了无限长单位冲激响应数字滤波器，并借助Matlab图形用户界面设计了IIR数字滤波器人机交互界面，使得该系统平台界面简洁直观，操作方便且功能齐全，最终实现了对加有噪声语音信号的去噪处理。通过对比仿真结果表明：切比雪夫II型低通滤波器对加有噪的语音去噪效果最佳。【Abstract】Byusingthetheoryanddesignmethodofdigitalfilter，theI

2、IRdigitalfilterisdesignedbyimpulseresponsemethodandbilineartransformationmethodinMatlabsoftwaredevelopmentenvironment，andwiththehelpofMatlabGUI，thehuman-computerinteractioninterfaceofIIRdigitalfilterisdesigned，thesysteminterfaceissimpleandintuitive，easytobeoperateda

3、ndcompletefunction，andde-nosingprocessofvoicesignalisrealized.Comparingthesimulationresults，theresultsshowthatChebyshevIItypehasmuchmorefunctionofde-nosingprocessofvoicesignal.【关键词】MatlabGUI;IIR数字滤波器；语音信号；去噪【Keywords】MatlabGUI；HRdigitalfilter；voicesignal；de-noising【

4、中图分类号】TN912【文献标志码】A【文章编号】1673-106905-0147-021引言基于Matlab的M文件对语音信号的分析具有程序修改复杂、不直观等缺点。本文利用Matlab图形用户界面的操作灵活、界面简洁直观等优点，采用了巴特沃斯、椭圆、切比雪夫I型和切比雪夫II型四种模拟滤波器，并分别由脉冲响应不变法、线性变换法转换为数字滤波器，对添加了噪声的语音信号进行去噪处理，通过滤波器去噪后的信噪比对比表明：使用脉冲响应不变法由模拟转数字的切比雪夫II型滤波器对污染语音信号的去噪效果最佳。首先是对无噪语音进行频谱分析，然

5、后对其加噪声并对加噪后的语音进行频谱分析。分别采用脉冲响应不变法和双线性变换法设计出了无限长单位冲激响应数字滤波器，并完成对加噪语音的去噪处理。通过计算比较去噪后语音信号的信噪比不同从而得出不同类型滤波器的优劣。最终借助GUI设计了语音信号去噪系统的图形用户界面，增强了系统程序的可视性和友好性。2语音信号去噪处理的GUI实现Matlab的GUI是一个由坐标轴、按钮、级联菜单、动静态文本等图形对象组成的一个用户与计算机交互的图形窗口。用户通过编写程序，激活这些图形对象，使计算机实现相应的变化，以完成用户需要的功能。比如，实现计算

6、和图像显示等。本文的GUI包含2个静态文本、B个按钮和3个坐标2.1噪声信号及频谱分析本文选用高斯噪声作为噪声信号，高斯噪声可由Matlab软件中的随机函数Randn得到。Randn函数的调用格式为：Randn。点击“加载数据”及“添加高斯噪声”按钮后，会在GUI界面上显示出高斯噪声的时域与频域波形。2.2原始语音信号及频谱分析原始语音信号可以选用Matlab自带的声音，也可是自己录制一段声音。由于人声的频率范围为0.3〜3.0kHz，且较多分布在低频范围。本文自录一段声音，内容为“语音信号点击“无噪语音播放”按钮，会显示出无

7、噪语音的时域与频域波形。可以观察到无噪语音的频率分布在1.0kHz以内。2.3带噪语音信号及频谱分析点击“加噪后语音信号”按钮，会显示出加噪后语音信号的时域、频域波形。可观察出带噪语音信号的时域信号的幅值较无噪语音信号有所增加，频率分布则从1.0kHz以内分布到2.0kHz。因此，为滤除噪声，应选用低通滤波器进行滤波。2.4带噪语音滤波后的频谱分析本文选用了四种滤波器：巴特沃斯滤波器、椭圆滤波器、切比雪夫I型滤波器和切比雪夫II型滤波器。巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑；椭圆滤波器的特点是通带和阻带等波纹；切比

8、雪夫I型滤波器的特点是通带上频率响应幅度等波纹波动；切比雪夫II型滤波器的特点是阻带上频率响应幅度等波纹波动。由于四种滤波器的频率响应特点各不相同，其滤波效果也有所不同。为了进行更全面深入的对比，本文将一种滤波器的滤波实验又分为两类，以巴特沃斯滤波器为例，先设计出巴特沃斯模拟