基于matlab的语谱图的显示与分析及dct域数字

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1、摘要语谱图一般根据语音信号的时域特性，通过分帧加窗、短时傅里叶变换计算得到其灰度图，也可以进行伪彩色显示观察。首先，为了得到更高的分辨率和更好的视觉效果来进行语音信号的处理与分析，本文利用MATLAB的编程算法和函数库，对运算得到的语谱图使用伪彩色映射算法来观察能量分布，并对声音作进一步的研究；其次，研究了一种基于DCT域数字水印技术的实现算法；最后，试想利用语谱图将运用于图像水印的算法，是否也能运用到音频当中，如果实现了那么将在音频数字水印领域有很大的应用。文章给出了一种基于MATLAB的语谱图显示原理及实现方

2、法。该算法实现了宽带语谱图的灰度图和彩色图。文中也介绍了语谱图显示的前期准备工作，如语音信号的去噪、预处理和分帧加窗等，实验结果说明了宽带语谱图能够获得较高的时间分辨率，从而反映出频谱快速的时变过程。然后介绍了一种基于DCT域图像水印算法原理及实现方法。文中通过对现有数字图像水印算法的研究，设计并实现了DCT变换域中嵌入水印的算法。该算法能够根据人眼的视觉对图像数据中频区域不敏感的特性，通过一定的规则对宿主图像分块后依次对每块进行DCT变换，从而实现了水印的嵌入。实验结果表明该算法可以很好的兼顾数字图像水印的鲁棒

3、性和不可见性。关键词:MATLAB，语谱图，伪彩色映射，DCT，数字水印I第一章绪论1.1研究的背景及意义随着时代的变迁和社会的发展，在这个物欲横流的社会背景下，互联网中传播信息的媒介越来越多，如音视频、图像、数字图书等种类日益繁多。21世纪初，一大批的以网络视频、电子图书、商务办公等新的服务和在线运营为科研。商业等创造了无线的发展空间，新媒体的崛起给互联网带来了巨大的商机。但是在利益的驱使下，通过不正当手段获取和传播未经授权的数字产品的盗版者也异军突起了。因此，为了维护版权所有者属于他们的正当利益，防止盗版等侵

4、权事件屡屡发生，建立良好的知识产权保护制度迫在眉睫。与数字图像、网络视频等传播媒介的对嵌入水印的要求一样，数字音频水印技术同样也是必须在保证了不损坏或破坏原有的音频数据的情况下，通过对音频数据特性的研究，采用利用一定的算法嵌入水印后，依然可以使得原始音频数据具有一定鲁棒性、不可感知性及可证明性等。与传统的数字图像水印技术和趋于日渐成熟的视频水印技术相比，数字音频水印技术将会是一个长期需要坚持不懈去努力的方向。一是因为人类听觉系统（HAShumanauditorysystem）比较灵敏，对周围的声音长期处于接收状态

5、中，所以听觉感官对存在改变的音频数据有一定察觉，导致可以嵌入到音频数据中的水印信息少之又少；二是互联网上存在许多音频编辑工具，可以对原始音频的数据进行不可控的修改，将导致着音频数据的丢失，从而对嵌入了水印的原始音频数据的起不到版权保护的作用。语音信号处理的工作的相关研究，可以追溯到20世纪50年代末，贝尔实验室通过研究发明出了一台将语音信号转换成图像显示的语谱图仪，从此为语音信号的研究与分析提供了极大的帮助。首先语谱图的产生为数字音频水印技术的发展奠定了夯实的基础。其次，利用语音信号所产生的语谱图，根据语谱图的灰

6、度及伪彩色显示，通过分析出的关于语谱图相关的特性，将运用于数字图像水印的算法也运用到音频数据当中。最后，利用前人所研究出的关于图像水印和信息隐藏的成果，结合音频数据产生的语谱图，将应用于数字图像水印的算法应用到语谱图上，相信只要坚持研究下去积极面对遇到的问题以及找寻解决方案，那么音频数字水印领域将会有很大的发展前景。111.2国内外研究现状分析关于语音研究分析表明，很早都多是从语音频域和时域开始的，综合其特点。语谱图----语音频谱图，一般是通过处理接收具有足够长度的的时域信号就可以得到频域图，即针对语音数据的频

7、谱分析图。可以理解为把语音复杂的表示过程用三维图谱的分析出来，横轴代表时间，纵轴代表频率，坐标点值代表语音数据能量，强度可以由平面的灰度表示强弱。通过分析语音的特征发现语谱图可以为研究提供重要的工具。早期可以通过语普仪制作语谱图，而现在随着科技的发展，业内人士可以通过计算机和数字信号处理等技术来显示语谱图，语谱图能够将语音的许多特性淋淋尽致地呈现在人们眼前，通过研究语谱图可以得出以下结论：语谱图在语音识别、语音合成及编码等方面的研究都具有重大意义。在1970-1979年中科院声学所大张旗鼓的对进行计算机语音方面等

8、技术领域进行了深入的研究，通过这几年对语谱图的深入研究得出来的经验。进一步推动了语普图在我国的发展。随着科技的发展，水印技术在我国很多领域也受到了足够的重视，已经有很多专业人士投身于数字水印的技术研究，并且已经成立了很多具有相当实力的科研机构投入到这一领域。自20世纪末12月召开了我国信息隐藏学术研讨会之后，随之又有各种相关数字水印的学术会议不断召开，接着国家实施了各项计