基于MATLAB的语音信号录制采集和窗函数法滤波器的设计与研究

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1、郑州轻工业学院课程设计说明书题目：基于MATLAB的语音信号录制采集和窗函数法滤波器设计姓名：院（系）：电气工程学院专业班级：电子信息工程11级1班学号：指导教师：任景英成绩：时间：2014年6月09日至2014年6月13日郑州轻工业学院课程设计任务书题目基于MATLAB的语音信号录制采集和窗函数法滤波器设计专业、班级电子信息工程11级1班学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：要求学生利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音“你好”。然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。要求学生首先画

2、出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱图；最后用窗函数法设计一个数字低通滤波器，并画出其频率响应，用该滤波器对采集的信号进行滤波并比较滤波前后语音信号的时域波形及频谱。基本要求：1、学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。2、掌握在Windows环境下语音信号录制的方法。3、掌握在MATLAB环境下语音信号的采集方法。4、掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。5、利用MATLAB环境采用窗函数法设计数字滤波器滤出高频成分。6、学会用MATLAB对信号进行分析和处理。主要参考资料：1、徐靖涛.基于MATLAB的语

3、音信号分析与处理[J].重庆科技学院学报2008,12、张文.基于MATLAB的语音信号的滤波与实现[J].山西电子技术.2008,2完成期限：2014.6.09—2014.6.13指导教师签名：课程负责人签名：2014年6月04日目录目录1摘要2第一章 设计方案3第一节 设计主要内容 3第二节基本理论3一设计依据3二、语音录制4三、采集要求4四、频率要求4五、采样的位数和频率4六、滤波器的设计原理5第二章设计具体步骤5第一节语音文件的录制5第二节语音信号的读入5第三节语音信号的频谱分析8一、频谱分析8二、程序设计源代码8第三章窗函数法数字滤波器10第一节、滤波器的

4、设计过程10一、滤波器指标10二、滤波器选择11第二节窗函数法设计数字滤波器11一、常见窗函数种类11二、利用hanning窗设计低通滤波器12三、对语音信号进行处理并分析15心得体会17参考文献17摘要通过语音传递倍息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。语言是人类持有的功能．声音是人类常用的工具，是相互传递信息的最主要的手段。因此，语音信号是人们构成思想疏通和感情交流的最主要的途径。而MATLAB 语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件 ,它可以将声音文件变换为离散的数据文件,然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据 ,如数字滤波、傅里

5、叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等,信号处理是MATLAB重要应用的领域之一 。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，它包含了丰富的工具箱函数，能容易地解决在系统仿真领域教学与研究中遇到的问题；数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。本课程设计介绍了基于Matlab的对语音信号采集、处理及滤波器的设计，并使之实现的过程。理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法，用Matlab进行数字语音信号处理，并阐述了课程设

6、计的具体方法、步骤和内容。综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，并利用MATLAB作为工具进行实现，从而复习巩固课堂所学的理论知识，提高对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现对数字信号的处理。关键词：MATLAB 工具 信号语音采集 窗函数法滤波器第一章 设计方案第一节 设计主要内容 要求学生利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音“你好”。然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。要求学生首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的

7、频谱图；最后用窗函数法设计一个数字低通滤波器，并画出其频率响应，用该滤波器对采集的信号进行滤波并比较滤波前后语音信号的时域波形及频谱。第二节基本理论一设计依据图1原理示意图二、语音录制在实际工作中，我们可以利用windows自带的录音机录制语音文件，图2.5是基于PC机的语音信号采集过程，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。三、采集要求在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率大于信号中最高频率的2倍时，,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，