语音信号频谱分析及其去噪赵磊

《语音信号频谱分析及其去噪赵磊》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、伊犁师范学院本科学生综合性、设计性实验报告综合性实验姓名赵磊磊学号10071201027专业班级电信10-2实验课程名称数字信号处理指导教师及职称开课学期2011至2012学年2学期上课时间2012年6川7H电子与信息工程学院编印一、实验设计方案实验名称：语音信号频谱分析及其去噪实验时间：2012年6月30日小组合作：否小纽成员：1、实验口的⑴学会使用MATLAB对语音信号进行分析和处理。⑵在MATLAB软件平台对采集的语咅信号进行频谱分析；并对所采集的语咅信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。2、实验设备及材料硬件

2、：133802.8GHZ2048M1台软件：MATLABR2011b3、理论依据（1）采样频率：采样频率（也称为采样速度或者采样率）定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，它用（Hz）来表示。采样频率只能用于周期性采样的采样器对于非周期性采样的采样器没有规则限制。通俗的讲，采样频率是指计算机每秒钟采集多少个声咅样木，是描述声咅文件的咅质、咅调，衡量声卡、声咅文件的质量标准。采样频率越高,即采样的间隔时间越短，则在单位时间内计算机得到声音样本就越多，对声音波形的也越精确。（2）采样位数：即采样值或取样值，用来衡量声音波动变化的参数。（3）采样定理：在进行

3、模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中，最高频率fmax的2倍时，即：fs.max>=2max,则采样2后的数字信号完整地保留了原始信号屮的信息，一般实际应用屮保证了采样频率为信号最高频率的5~10倍：采样定理又称为奈奎斯特定理。（心吋域信号的FFT分析：信号的谱分析就是计算机进行计算信号的傅里叶变换。连续信号与系统的傅里叶分析显然不便于直接用计算机进行计算，使其应用受到限制。而FFT是一种时域和频域均离散的变换，适合数值运算，成为用计算机分析离散信号和系统均离散化的变换，可以通过时域釆样，应用DFT进行近似谱分析。下而分别介绍DFT对连续信

4、号和离散信号（序列）进行谱分析的基本原理和方法。（5）数字信号滤波器原理和方法：利用有限脉冲响应（FTR）滤波器设计滤波器。冇限脉冲响应滤波器在保证幅度特性满足技术耍求的同时，很容易做到有严格的线性相位特性。用N表示FIR滤波器单位脉冲响应h（n）的长度，其系统函数H（z）为H（z）=h（n）z（2.1.2）H（刁）是刁-1的N-1次多项式，它在刁平面上有N-1个零点，在原点7二0处有一个N-1重极点。因此，H（z）永远稳点。稳定和线性相位是FIR滤波器最突出的优点。（六）巴特沃斯低通滤波器的设计巴特沃思低通滤波器幅度平方函数定义1i+g/Q尸巴特沃思滤波器的极（

5、零）点分布（公式法求解低通HQ）1乞(应)

6、2=11+(Q/Q尸—令Q=s/j1+K零点全在沪8处，有限S平面内只冇极点，属“全极点型”滤波器Ha(s)Ha(-5)的极点为j丄+如龙22NHa（s）Ha（-5）的2"个极点等间隔分布在半径为2的圆（巴特沃思圆）上，极点间的角度间隔为丸/Nrad依据G“，0,,化,也,色四个参数设计的巴特滤波器4、实验方法步骤及注意事项(1)选择一个语咅信号作为分析对象，或录制一段语咅信号；(2)对语音信号进行釆样，厕出采样后语音信号的时域波形和频谱图；(3)利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中，是语音信号被污染，然

7、后进行频谱分析；(4)设计FIR数字滤波器，并对被噪声污染的语音信号进行滤波，画出滤波前后的信号的时域波形和频谱，并对滤波而后的信号进行分析比较，分析信号的变化；(5)回放语音信号。注意事项：(1)实验中的原始语音信号必须为wav格式音频文件。(2)录制的wav格式音频文件比特率不可太高，经实验太高的比特率matlab软件无法播放。并且文件要使用英文文件名才可被编程文件调用。(3)设计滤波器必须满足wp

8、技大学出版社,200&8(2)丁玉美、高西泉编著数字信号处理学习指导。西安电子科技大学出版社2001o(3)吴大正、土松林、郭宝龙编著信号与线性系统分析(第四版)。高等教育出版社。指导老师对实验设计方案的意见：方案可行可以进行后续工作指导老师签名：苏金善2012年6月30B二、实验报告1、实验现彖、数据处理及结果（1）录制原始语音信号，且要使格式为.wave保存到实验文件夹中。（2）运行MATLAB软件，输入代码1并于录制的语音信号存于相同文件夹。代码1[xl,fs]=wavread（，z.wav'）;%用matlab读取语音信号文件xl=xl(:,1)%进行信号

9、抽样sou