语音信号的采集与时频域分析系统的设计

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1、燕山大学课程设计说明书题目：语音信号的采集与时频域分系统的设计学院（系）：电气工程学院年级专业：09精仪一班学号：090103020048学生姓名：乔召杰指导教师：刘永红教师职称：副教授第页共18页目录引言...................................................................2第1章语音信号时域分析.................................................31、1窗口选择............................................

2、...........31、2短时能量.......................................................41、3短时平均过零率.................................................51、4短时自相关函数.................................................61、5时域分析方法的应用.............................................7第2章语音信号频域分析...................

3、..............................82、1短时傅里叶变换.................................................82、2语谱图.........................................................92、3复倒谱和倒谱...................................................9第3章加噪与滤波处理...................................................113、1原

4、始信号加噪处理...............................................113、2加噪信号滤波处理...............................................12第4章总结.............................................................13参考文献................................................................14附录...........................

5、........................................15第页共18页引言语音信号是一种非平稳的时变信号，它携带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在与方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。语音信号分析可以分为时域和频域等处理方法。语音信号可以认为在短时间内(一般认为在10~30ms的短时间内)近似不变，因而可以将其看作是一个准稳态过程,即语音信号具有短时平稳性。任何语音信号的分析和处理必须建立在“短时”的基础上,即进行“短时分析”。时域分析:直

6、接对语音信号的时域波形进行分析，提取的特征参数有短时能量，短时平均过零率，短时自相关函数等。频域分析:对语音信号采样，并进行傅里叶变换来进行频域分析。主要分析的特征参数：短时谱、倒谱、语谱图等。本文采集作者的声音信号为基本的原始信号。对语音信号进行时频域分析后，进行加白噪声处理并进行了相关分析，设计滤波器并运用所设计的滤波器对加噪信号进行滤波,绘制滤波后信号的时域波形和频谱。整体设计框图如下图所示：图0.1时频域分析设计图图0.2加噪滤波分析流程图第页共18页第一章语音信号时域分析语音信号的时域分析可直接对语音信号进行时域波形分析，在此只只针对语音信号的短时能

7、量、短时平均过零率、短时自相关函数进行讨论。1.1窗口选择由人类的发生机理可知，语音信号具有短时平稳性，因此在分析讨论中需要对语音信号进行加窗处理进而保证每个短时语音长度为10~30ms。通常选择矩形窗和哈明窗能得到较理想的“短时分析”设计要求。两种窗函数的时域波形如下图2.1所示：图1.1矩形窗和Hamming窗的时域波形矩形窗的定义：一个N点的矩形窗函数定义为如下（1.1）哈明窗的定义：一个N点的哈明窗函数定义为如下（1.2）这两种窗函数都有低通特性，通过分析这两种窗的频率响应幅度特性可以发现（如图1.2）：矩形窗的主瓣宽度小（4*pi/N），具有较高的频

8、率分辨率，旁瓣峰值大（-13.3dB）