《基于matlab的语音信号的加噪》课程设计

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1、《信号与系统》课程设计技术报告精简版题目：基于matlab的语音信号的加噪院系：信息工程学院专业：电子信息工程班级：12电本（1）班答辩人：袁明晨队员：彭郑陈东风吴后伟张星宇王俊计太顺2014年6月19日1基于matlab的语音信号的加噪目录1引言31.1、MATLAB简介1.2、背景及意义2设计的目的及内容32.1、设计目的2.2、研究内容2.3、开发环境3设计原理43.1、语言的录入及处理3.2、时域信号的FFT分析4设计过程及调试分析54.1语音信号的采集及时域图和频谱图图形5遇到的问题及解决方法76结束语7

2、7附录：语音加噪源程序7参考文献78一、引言1.1、MATLAB简介Matlab是一套高性能的数值计算和可视化软件,它集数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示于一体,构成了方便、友好的用户界面环境。MATLAB提供的信号处理(signalprocessing)工具箱函数,为数字滤波器的设计和语音信号的处理提供了强有力的工具。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、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及

3、各种图的呈现等，它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化，使人机交互更加便捷。信号处理是Matlab重要应用的领域之一。1.2、背景及意义语音信号处理是一门比较实用的电子工程的专业课程，语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。通过语言相互传递信息是人类最重要的基本功能之一。语言是人类特有的功能，它是创造和记载几千年人类文明史的根本手段，没有语言就没有今天的人类文明。语音是语言的声学表现，是相互传递信息的最重要

4、的手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科，它是一门新兴的学科，同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉学科。二、设计的目的及内容2.1、设计目的8（1）启动和退出matlab；（2）读取语音信号；（3）对语音信号加不同的噪声；（4）显示加噪前后语音时域图和频谱图。2.2、研究内容本论文主要介绍的是的语音信号的简单处理。本论文针对以上问题，运用数字信号学基本原理实现语音信号的处理，在matlab7.1环境下综合运用信号提取，幅频

5、变换以及傅里叶变换、滤波等技术来进行语音信号处理。本文利用windows下的录音机录制一段自己的话音，时间在3s内左右。然后在matlab软件平台下，对语音信号进行加噪之后,设计滤波器进行滤波处理。2.3、开发环境开发环境主要介绍了本系统采用的操作系统、开发语言。(1)操作系统：Windows7(2)开发环境：Matlab2010三、设计原理3.1、语言的录入及处理在MATLAB软件平台下，利用函数wavread（）对语音信号采集，并记录采样频率和采样点数。将语音信号转换成计算机能够运算的有限长序列。用FFT(傅里

6、叶变换)对其作谱分析。对信号添加噪声，然后通过窗函数法设计滤波器滤掉该语音信号的噪声，对比滤波前后的语音波形和频谱。3.2、时域信号的FFT分析FFT即为快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。在MATLAB的信号处理工具箱中函数FFT和IFFT用于快速傅立叶变换和逆变换。函数FFT用于序列快速傅立叶变换，其调用格式为y=fft(x)，8其中，x是序列，y是序列的FFT，x可以为一向量或矩阵，若x为一向量，y是x的FFT且和x相同长度

7、；若x为一矩阵，则y是对矩阵的每一列向量进行FFT。如果x长度是2的幂次方，函数fft执行高速基－2FFT算法，否则fft执行一种混合基的离散傅立叶变换算法，计算速度较慢。函数FFT的另一种调用格式为y=fft(x,N)，式中，x，y意义同前，N为正整数。函数执行N点的FFT，若x为向量且长度小于N，则函数将x补零至长度N；若向量x的长度大于N，则函数截短x使之长度为N；若x为矩阵，按相同方法对x进行处理。四、设计过程及调试分析4.1、语音信号的采集及时域图和频谱图图形我利用了Windows下的录音机，时间在2-3

8、s左右。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。通过wavread函数的使用，学生很快理解了采样频率、采样位数等概念。采集完成后在信号中加入一个单频噪声，设计的任务即为从含噪信号中滤除单频噪声，还原原始信号[5]。 源代码如下：[x,fs,bits]=wavread('yuanyin.wav');sou