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1、音频的采集及分析处理语音的采集及分析处理Soundacquisitionandanalysis02013435赵斌指导教师胡建屮课程：机械工程测试与控制技术II时间：2016年5月19日SchoolofmechanicalengineeringSEU摘要：本项目是对信号采集、分析与处理相关知识的一次应用，通过录音软件获得三个实验者的声音，并运用MATLAB软件对采集的语音信号进行分析处理。此次项目研究主要分三个部分：首先是语音信号的采集,利用录音软件录取三个实验者的声音。其次是对录取的语音信号进行格式的转换，统一转换为MP3格式。最
2、后是利用MATLAB对语音信号进行时域和频域分析与处理。项目最终研究结果成功将采集的人声区分，并通过改变采样频率对声音做了处理，使其相较与源语音发生了较大变化。关键词：语音采集，时域分析，频域分析，MATLAB1、语音采集1.1题目Computercanconvertanalogsignalstodigitalsignalsbysamplingthevoiceorthevideo.Thesentenceof"mechanicalengineeringmeasurementandcontroltechnology"mustberead
3、bymorethan3peopleandberecordedundertheconditionofdifferentenvironmentainoiseusingmicrophoneandsoundcardincomputer.First,therecordedvoiceisconvertedintoadatafileASCIItextwiththehelpofprofessionalsoftware,thenspectrumanalysisisprocessedandthefigureintimedomainandfrequenc
4、ydomainisdrawn.Recordingsoftware,suchas:蓝光影咅MP3录音机MatlabprogramofreadingMP3files:mp3readwriteDiscussion：1)UnderstandthesamplingfrequencyanditseffectonqualityfortheAPE,MP3andWMAaudioformatfile.2)Howtosetthesamplingfrequency(采样频率)?whatistheappropriatesamplinglength(采样长度)
5、?3)Accordingtoyouranalysis,howtodistinguishspeechsoundofdifferentpeople?4)Whatmeasurescanbetakentomakeyourspeechsoundidentifieddifficultlybyothers?1.2原始信号采集与处理通过手机自带录音功能，录取三位实验者的“机械工程测试与控制系统”语句，得到三个语音文件?zb.m4a?z?hdh.m4a?,?lxy.m4a?o2、语音信号的分析处理2.1语咅格式转换通过参考函数?mp3write?,将
6、m4a格式转换为mp3格式。在读取语音文件时,注意到MATLABR2014版本函数库中有读取语音函数?audioread?,该函数支持mp3格式语音的读取，所以在程序中没有使用提供的函数?mp3read?o转换完成保存。2.2时域与频域的分析处理对获取的信号绘制时域波形，并通过FFT绘制频域波形。图(1)实验者zb语咅的时域波形和幅频谱图图(2)实验者hdh语音的时域波形和幅频谱图图(3)实验者Ixy语音的时域波形和幅频谱图3、讨论3.1采样频率的影响采样时在模数转换过程屮以一定规律，如时间间隔，对连续时间信号进行収值的过程。其数学
7、描述就是用间隔为Ts的周期单位脉冲序列g(t)去乘以模拟信号x(t)。g(t)可写为g(t)?由？函数性质可知??n?????(t?nT)(n?0,?lz?2,?3,...)s??n????x(t)?(t?nTs)dt?x(nTs)(n?0,?1,?2,?3,…)1为Ts说明经时域采样后，各采样点的信号幅值为x(nTs),其中Ts为采样间隔，fs?采样频率。3.2采样频率的设置及采样长度的确定通过MATLAB中函数获得录取语音的采样频率为48000HZo通过查阅资料知道人声音的频率一般是20~4000Hz,当Fs=48000Hz时，
8、满足采样定理，所以这样设置采样频率合理。根据图(1)(2)(3)可以看出，这样设置采样频率获得的图像时全保真的。采样长度取决于录音的时间长短，但不易过短，过短不能完整体现整个语音长度的特征，过长会增加运算量，增加计算机负担。3.3区分
