语音信号滤波处理

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1、成绩《数字信号处理》课程设计题目语音信号滤波处理学生姓名学号专业通信工程专业班级指导教师2012-6-112语音信号滤波处理摘要：随着信息技术的发展，现代信号处理正向着数字化、软件化方向发展。滤波器设计是信号处理的重要组成部分，而研究语音信号的滤波设计是现代信息处理的基本内容。本设计利用计算机WINDOWS下的录音机录入一句语音信号，用MATLAB软件对其进行频谱分析，然后加入一干扰信号，利用设计好的滤波器将干扰信号去除，最后对各部分的频谱进行分析比较。 关键词：语音信号；滤波器；MATLAB 1引言信号处理是现代信息处理的基本内容，数字信号的处理更是重

2、中之重。数字信号处理的研究内容主要是语音信号和图像信号，而研究语音信号对于现代语音通信有着积极的意义。研究语音信号又分为时域和频域两个方面。（1）语音信号的时域分析处理：一类是进行语音信号分析，另一类是生成和变换各种调制信号，对信号平均累加器的动态范围进行压缩扩张，用门限方法进行噪声的抑制等等。前一类是属于时域中信号平均累加器的线性处理，主要通过信号的加减、时移、倍乘、卷积、求相关函数等来实现。而后一类，则属于非线性的变换和处理。（2）语音信号的频谱分析处理：信号的时域频谱分析通常是要结合在一起进行的。在数字设计系统中，任何信号处理器件都可以看成是一个滤

3、波器，滤波器设计是数字信号处理的重要内容。滤波器就是在对信号进行分析的基础上，设计适当的系统，提取有用的信号，抑制噪声信号干扰。滤波器的设计通常是在频率域进行的。本设计是用MATLAB仿真软件设计滤波器对受干扰的语音信号进行滤波处理，并对各部分进行频谱分析。2设计任务与方案2.1设计目的1.了解语音信号的产生、采集，能绘制语音信号的频率响应曲线及频谱图；2.掌握GUI图形界面的运用；3.学会用MATLAB对语音信号进行分析和处理；4.掌握用滤波器去除语音信号噪声的方法，观察去噪前后的语音信号。2.2设计要求本设计是设计一个滤波器对话音信号进行滤波，具体要

4、求如下：（1）语音信号的采集及频谱分析利用PC机WINDOW下的录音机，用单声道录制一句自己的声音。在MATLAB软件平台下用命令对语音信号进行时频变换、时频分析。12（2）对合成信号时频分析录一段干扰语音信号，对其进行时频分析，再在MATLAB软件下加入录制的语音信号当中，并对合成的语音信号进行时频分析。（3）用滤波器对信号进行滤波用设计好的滤波器对加入噪声的语音信号进行滤波处理，绘制处理后的语音信号的频谱图，并对原始语音信号，加入噪声后的语音信号和去噪后的语音信号的频谱图进行比较分析。（5）回放语音信号在MATLAB软件下，对各个阶段的话音信号进行回

5、放。（6）对语音进行变声处理改变原信号的采样频率值，把声音分别变成沉稳的男声和小女生的声音。 2.3设计方案采用MATLAB仿真软件对WINDOWS下录音机录制的语音信号进行采集，并设计恰当的滤波器，对合成的语音进行滤波处理，对前后滤波前后的频谱进行分析比较，其原理框图如图1所示。  图1语音信号的滤波原理示意图3MATLAB简介MATLAB是MathWorks公司开发的一种跨平台的用于多种仿真的简单高效的数学语言。MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的欢迎。

6、特别是MATLAB还具有信号分析工具箱，不需具备很强的编程能力就可以很方便地进行信号分析、处理和设计。与其它计算机高级语言相比，其语言编程要简洁得多，编程语句更加接近数学描述，可读性好，其强大的图形功能和可视化数据处理能力也是其它高级语言不可比拟的。与其它高级语言相比较，MATLAB具有独特的优势。 12（1）MATLAB是一种跨平台的数学语言。采用MATLAB编写的程序可在目前所有的操作系统上运行（只要这些系统上安装了MATLAB软件仿真平台）。MATLAB程序不依赖于计算机类型和操作系统类型。（2）MATLAB是一种超高级语言。MATLAB平台本身是

7、用C语言写成的，其中汇集了当前最新的数学库，是许多专业数学家和工程师学者多年的劳动结晶。使用MATLAB在编程效率、程序的可读性、可靠性和可移植上远远超过了常规的高级语言。（3）MATLAB具有强大的绘图功能。利用MATLAB的绘图功能，可以轻易的获得高质量的曲线图。具有多种形式来表达二维、三维图形。（4）MATLAB具有串口操作、声音输入输出等逻辑硬件操控能力。 本设计主要是利用MATLAB仿真的声音输出、图形绘制和滤波器设计。4设计过程4.1原理分析本设计主要是对语音信号的时频进行分析，并对语音信号加噪后设计滤波器对其进行滤波处理，对话音信号加噪声前

8、后的频谱进行比较分析，对合成语音信号滤波前后进行频谱的分析比较。首先用PC机WI