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1、基于MATLAB的语音信号录制功能介绍该设计主要介绍语音信号的采集与分析方法，通过PC机录制自己的一段声音，运用Matlab提供的函数进行仿真分析，并画出采样后语音信号的时域波形和频谱图，对所采集的语音信号加入干扰随机高斯噪声?对加入噪声的信号进行播放，并进行时域和频谱分析，对比加噪前后的时域图和频谱图，分析讨论采用什么样的滤波器进行滤除噪声。1语音信号的录制为了将原始模拟语音信号变为数字信号，必须经过采样和量化两个步骤，从而得到时间和幅度上均为离散的数字语音信号。语音信号经过预滤波和采样后，由A/D
2、变换器变换为二址制数字码。这种防混叠滤波通常与模数转换器做在一个集成块内，因此目前来说，语音信号的数字化的质量还是有保证的。语音声波通过话筒输入到声卡后直接获得的是经过防混叠滤波、A/D变换、量化处理的离散的数字信号。将声卡作为对象处理采集语音信号Matlab将声卡作为对象处理,其后的一切操作都不与硬件直接相关,而是通过对该对象的操作来作用于硬件设备、声卡。操作时首先要对声卡产生一个模拟输入对象(ai),给ai对象添加一个通道设置采样频率后,就可以启动设备对象,开始采集数据,采集完成后停止对象并删除对
3、象。图是基于PC机的语音信号录制过程，声卡可以完成语音波形的A/D转换获得WAVE文件，为后续的处理储备原材料。调节录音机保存界面的“更改”选项可以存储各种格式的WAVE文件。录制过程：打开电脑左下角的程序——附件——娱乐——录音机2语音信号的采集配置好数据采集设备的参数后，使用start命令便可启动声卡开始语音信号的采集。采集到的数据被暂时存放在PC机的内存里，理论上可采集的最大数据量是由PC机的内存容量决定的，这一点相对于一般的数据采集系统而言有较强的优势。MATLAB还可以记录采集过程中出现错误
4、，如出错的时间、错误产生的来源以及数据采集设备的状态等信息都会被记录下来作为以后工作的参考。语音采集子系统是通过PC录音机RealtekAC’97型声卡和Matlab的数据采集工具箱实现的。其中RealtekAC’97型声卡的采样位数为16位，支持8~44.1kHz的采样速率，可以满足语音采集的硬件要求[1]。Matlab自带的数据采集工具箱里面，提供了专门用于语音采集的命令和函数。数据采集的硬件设备的内部特性对Matlab的接口完全是透明的，通过调用Matlab提供的语音采集函数和命令可以对其进行访
5、问。而且Matlab可以对其采集的数据进行实时的分析，也可在存储后再进行处理。语音信号采集框图3语音信号的分析3.1语音信号时域分析语音信号的时域分析就是分析和提取语音信号的时域参数。进行语音分析时最先接触到并且也是最直观的是它的时域波形。语音信号本身就是时域信号，因而时域分析是最早使用，也是应用最广泛的一种分析方法，这种方法直接利用语音信号的时域波形。时域分析通常用于最基本的参数分析及应用，如语音的分割、预处理、大分类等。这种分析方法的特点一是表示语音信号比较直观、物理意义明确，二是实现起来比较简
6、单、运算且少，三是可以得到语音的一些重要的参数，四是只使用示波器等通用设备，使用较为简单等。ATLAB数据采集箱中提供的函数命令进行图像分析的函数命令wavrecord:wavrecord利用Windows音频输入设备记录声音,其调用形式为:wavrecord(n,fs,ch)。利用Windows音频输入设备记录n个音频采样,频率为fsHz,通道数为ch。采样值返回到一个大小为n*ch的矩阵中。缺省时,fs=11025,ch=1。waveplay:waveplay利用Windows音频输出设备播放声音
7、,其调用形为:waveplay(y,fs)。以采样频率fs向Windows音频设备发送向量信号。标准的音频采样率有:8000、11025、22050和44100Hz。wavread:wavread用于读取Microsoft的扩展名为“.wav”的声音文件。其调用形式为:y=wavread(file)。其作用是从字符串file所指的文件路径读取wave文件,将读取的采样数据送到y中。Y的取值范围:[-1,1]。sound:音频信号是以向量的形式表示声音采样的。sound函数用于将向量转换为声音,其调用形
8、式为:sound(y,fs),作用是向扬声器送出向量y中的音频信号(采样频率为fs)。通过Wavread和plot(x)函数即可显示图像的时域波形。原始语音信号的时域波形3.2语音信号频域分析语音信号的频域分析就是分析语音信号的频域持征。从广义上讲，语音信号的频域分析包括语音信号的频谱、功率谱、倒频谱、频谱包络分析等，而常用的频域分析方法有带通滤波器组法、傅里叶变换法、线件预测法等几种。本文介绍的是语音信号的傅里叶分析法。因为语音波是一个非平稳过程?因此
