語(yǔ)音信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)

1、語(yǔ)音信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)題目: dsp語(yǔ)音信號(hào)處理專(zhuān)業(yè):班級(jí):學(xué)號(hào): 指導(dǎo)教師:第一章緒論1課程設(shè)計(jì)的目的及意義目的：通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我們加強(qiáng)對(duì)matlab和語(yǔ)音的認(rèn)識(shí)，能夠?qū)嶋H操作 處理語(yǔ)音信號(hào)，并能夠應(yīng)用matlab設(shè)計(jì)gui界面。能夠?qū)W會(huì)搜集資料，做方 案比較，設(shè)計(jì)出更加完美的界面。意義：進(jìn)一步提高分析解決問(wèn)題的能力，創(chuàng)造一個(gè)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，鍛 煉分析解決問(wèn)題能力，實(shí)現(xiàn)由課本知識(shí)向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化，加深對(duì)基本原理的了 解。1.2課題的目前發(fā)展?fàn)顩rmatlab的名稱(chēng)源自matrix laboratory,它是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專(zhuān)門(mén)以矩陣 的形式處理數(shù)據(jù)。matlab將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化

2、集成在一起，并提供 了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域 的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作，而且利用matlab產(chǎn)品的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，可以非常容 易地對(duì)matlab的功能進(jìn)行擴(kuò)充，從而在不斷深化對(duì)問(wèn)題認(rèn)識(shí)的同時(shí)，不斷完 善matlab產(chǎn)品以提高產(chǎn)品自身的競(jìng)爭(zhēng)能力matlab的數(shù)據(jù)分析和處理功能十 分強(qiáng)大，運(yùn)用它來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)的分析、處理和可視化相當(dāng)便捷。matlab是 一種科學(xué)計(jì)算軟件，主要適用于矩陣運(yùn)算和信息處理領(lǐng)域的分析設(shè)計(jì),它使用方便, 輸入簡(jiǎn)捷，運(yùn)算高效，內(nèi)容豐富,并且很容易由用戶(hù)自行擴(kuò)展omatlab當(dāng)前已成為 美國(guó)和其他發(fā)達(dá)國(guó)家在大學(xué)教學(xué)和教學(xué)研究中最常用而必不

3、可少的工具。其主要 有信號(hào)處理(signal processing)、系統(tǒng)控制(control system) > 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(neural network)圖形處理(image processing)魯棒控制(robust control)> 非線形系統(tǒng)控 制設(shè)計(jì)(nonlinear control)> 系統(tǒng)辨識(shí)(system identification)最優(yōu)化(optimisation)、 µ分析與綜合(µ analysis and synthesis)、模糊邏輯(fuzzy logic)> 小 波(wavlet).樣條(sp

4、line)等工具箱,而且工具箱還在不斷增加。這些工具箱給各個(gè) 領(lǐng)域的研究和工具應(yīng)用提了有利的工具。借助于這些“巨人肩上的工具”，各個(gè) 層次研究人員可直觀、方便地進(jìn)行分析計(jì)算及設(shè)計(jì)工作，從而大大地節(jié)省時(shí)間。數(shù)字信號(hào)處理的主要研究對(duì)象是數(shù)字信號(hào)，且是采用運(yùn)算的方法達(dá)到處理的 目的。因此，其實(shí)現(xiàn)方法，基本上分成兩種實(shí)現(xiàn)方法，即軟件和硬件實(shí)現(xiàn)方法。 軟件實(shí)現(xiàn)方法指的是按照原理和算法，自己編寫(xiě)程序或者采用現(xiàn)成的程序在通用 計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，硬件實(shí)現(xiàn)指的是按照具體的要求和算法，設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)圖，用乘 法器加法器延時(shí)器、控制器、存儲(chǔ)器以及輸入輸出接口部件實(shí)現(xiàn)的一種方法。顯 然前者靈活，只要改變程序中的有關(guān)參數(shù)，但

5、是運(yùn)算速度慢，一般達(dá)不到實(shí)時(shí)處 理，因此，這種方法適合于科研和教學(xué)。后者運(yùn)算速度快，可以達(dá)到實(shí)時(shí)處理要 求，但是不靈活。目前dsp芯片已進(jìn)入市場(chǎng)，且正在高速發(fā)展，速度高，體積 小，性能優(yōu)良，價(jià)格也在不斷下降?？梢哉f(shuō)，用dsp芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理， 正在變成工程技術(shù)領(lǐng)域的主耍方法。用合適的dsp芯片，配有合適的芯片語(yǔ)言 及任務(wù)要求的軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理功能是一種最佳的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。語(yǔ)音信號(hào)處理是研究用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和語(yǔ)音學(xué)知識(shí)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處 理的新興的學(xué)科，是目前發(fā)展最為迅速的信息科學(xué)研究領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。通 過(guò)語(yǔ)音傳遞信息是人類(lèi)最重耍、最有效、最常用和最方便的交換信息形式。同時(shí), 語(yǔ)

6、言也是人與機(jī)器之間進(jìn)行通信的重耍工具，它是一種理想的人機(jī)通信方式，因 而可為計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化系統(tǒng)等建立良好的人機(jī)交互環(huán)境，進(jìn)一步推動(dòng)計(jì)算機(jī)和其 他智能機(jī)器的應(yīng)用，提高社會(huì)的信息化和自動(dòng)化程度。語(yǔ)音信號(hào)處理是一門(mén)新興的學(xué)科，同時(shí)又是綜合性的多學(xué)科領(lǐng)域和涉及面很 廣的交叉學(xué)科。雖然從事這一領(lǐng)域研究的人員主要來(lái)自信號(hào)與信息處理及計(jì)算機(jī) 應(yīng)用等學(xué)科，但是它與語(yǔ)音學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、聲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等許 多學(xué)科也有非常密切的聯(lián)系。20世紀(jì)60年代中期形成的一系列數(shù)字信號(hào)處理的理論和算法，如數(shù)字濾波 器、快速傅立葉變換（fft）等是語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字處理的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。隨著信 息科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，語(yǔ)音信

7、號(hào)處理取得了重大的進(jìn)展：進(jìn)入70年代之后， 提出了用于語(yǔ)音信號(hào)的信息壓縮和特征提取的線性預(yù)測(cè)技術(shù)（lpc）,并己成為 語(yǔ)音信號(hào)處理最強(qiáng)有力的工具，廣泛應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)的分析、合成及各個(gè)應(yīng)用領(lǐng) 域，以及用于輸入語(yǔ)音與參考樣本之間時(shí)間匹配的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法；80年代初一 種新的基于聚類(lèi)分析的高效數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)一矢量量化（vq）應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)處 理中；而用隱馬爾可夫模型（hmm）描述語(yǔ)音信號(hào)過(guò)程的產(chǎn)生是80年代語(yǔ)音信 號(hào)處理技術(shù)的重大發(fā)展，目前hmm己構(gòu)成了現(xiàn)代語(yǔ)音識(shí)別研究的重要基石。近 年來(lái)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ann）的研究取得了迅速發(fā)展，語(yǔ)音信號(hào)處理的各項(xiàng)課題是促 進(jìn)其發(fā)展的重耍動(dòng)力之一，同時(shí)，它的許多成果也

8、體現(xiàn)在有關(guān)語(yǔ)音信號(hào)處理的各 項(xiàng)技術(shù)之中。語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用極其廣泛，涉及工業(yè)、軍事、交通、醫(yī)學(xué)、民用等各個(gè) 領(lǐng)域，其中最重耍的包括語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別以及語(yǔ)音增強(qiáng)等。13課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求內(nèi)容：1 理論依據(jù)根據(jù)設(shè)計(jì)耍求分析系統(tǒng)功能，掌握設(shè)計(jì)中所需理論（采樣頻率、采樣位數(shù)的概 念，采樣定理； 時(shí)域信號(hào)的fft分析；數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理和方法，各種不同 類(lèi)型濾波器的性能比較），闡明設(shè)計(jì)原理。2. 信號(hào)采集采暮語(yǔ)音信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行fft頻譜分析，畫(huà)出信號(hào)的時(shí)域波形圖和頻譜圖。3構(gòu)造受干擾信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行fft頻譜分析對(duì)所采集的語(yǔ)音信號(hào)加入干擾噪聲，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行回放，感覺(jué)加噪前后聲 音的變

9、化，分析原因，得出結(jié)論。并對(duì)其進(jìn)行fft頻譜分析，比較加噪前后語(yǔ)音 信號(hào)的波形及頻譜，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行分析，闡明原因，得出結(jié)論。4. 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)根據(jù)待處理信號(hào)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合適數(shù)字濾波器，繪制所設(shè)計(jì)濾波器的幅頻和相 頻特性。5. 信號(hào)處理用所設(shè)計(jì)的濾波器對(duì)含噪語(yǔ)咅信號(hào)進(jìn)行濾波。對(duì)濾波后的語(yǔ)咅信號(hào)進(jìn)行fft 頻譜分析。畫(huà)出處理過(guò)程中所得各種波形及頻譜圖。對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行回放，感覺(jué)濾波前后聲音的變化。比較濾波前后語(yǔ)音信號(hào)的 波形及頻譜，對(duì)所得結(jié)果和濾波器性能進(jìn)行頻譜分析，闡明原因，得出結(jié)論。6. 設(shè)計(jì)圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)處理系統(tǒng)的用戶(hù)界面，在所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)界面上可以選擇濾波器的參數(shù)，顯示濾波 器的頻率響應(yīng)，

10、選擇信號(hào)等。要求：1. 基木要求：木次課程設(shè)計(jì)要求利用matlab對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理和分 析，要求學(xué)生采集語(yǔ)咅信號(hào)后，在matlab軟件平臺(tái)進(jìn)行頻譜分析；并對(duì)所采集 的語(yǔ)音信號(hào)加入干擾噪聲，對(duì)加入噪聲的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，設(shè)計(jì)合適的濾波器 濾除噪聲，恢復(fù)原信號(hào)。2. 基本教學(xué)要求：每組一臺(tái)電腦（附話筒和耳機(jī)）,電腦安裝matlab7. 1版木以上軟件。2.1設(shè)計(jì)方案利用matlab中的wavread命令來(lái)讀入（采集）語(yǔ)音信號(hào)，將它賦值給某一向 量。再將該向量看作一個(gè)普通的信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行fft變換實(shí)現(xiàn)頻譜分析，再依據(jù) 實(shí)際情況對(duì)它進(jìn)行濾波。對(duì)于波形圖與頻譜圖（包括濾波前后的對(duì)比圖）都可以

11、用matlab畫(huà)出。我們還可以通過(guò)sound命令來(lái)對(duì)語(yǔ)咅信號(hào)進(jìn)行冋放，以便在聽(tīng) 覺(jué)上來(lái)感受聲音的變化。選擇設(shè)計(jì)此方案，是對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的一次實(shí)踐。在數(shù)字信號(hào)處理的課程學(xué) 習(xí)過(guò)程中，我們過(guò)多的是理論學(xué)習(xí)，兒乎沒(méi)有進(jìn)行實(shí)踐方面的運(yùn)用。這個(gè)課題正 好是對(duì)數(shù)字語(yǔ)音處理的一次有利實(shí)踐，而且語(yǔ)音處理也可以說(shuō)是信號(hào)處理在實(shí)際 應(yīng)用中很大眾化的一方面。這個(gè)方案用到的軟件也是在數(shù)字信號(hào)處理屮非常通用的一個(gè)軟件一一matlab 軟件。所以這個(gè)課題的設(shè)計(jì)過(guò)程也是一次數(shù)字信號(hào)處理在matlab中應(yīng)用的學(xué)習(xí) 過(guò)程。課題用到了較多的matlab語(yǔ)句，而由于課題研究范圍所限，真正與數(shù)字 信號(hào)有關(guān)的命令函數(shù)卻并不多。2.2g

12、ui界面功能介紹該界面主耍實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)功能：1打開(kāi)w3v格式的音頻文件，并將該音頻信號(hào)的值讀取并賦予某一向量； 2播放音頻文件，可以選擇性的顯示該音頻信號(hào)的波形、頻譜、幅值以及相位； 3對(duì)咅頻信號(hào)進(jìn)行iir與fir的5階固定濾波處理，可以選擇性的顯示濾波前后 信號(hào)的波形、頻譜、幅值以及相位，以及播放濾波后的聲音。界面如圖（2. 2. 1）所示:y xml： i-t led. tieeile £di t ji ew layout tools helpowih 壯 sc 串豊爐包1宙昭 a(2. 2. 1)4可以通過(guò)單擊圖上按鈕對(duì)按鈕進(jìn)行設(shè):i和編輯，背景的顏色也是通過(guò)單擊背景進(jìn)行設(shè)置

13、的。如圖(2.2.2)所示:(2.2.2)5通過(guò)該界面，可以方便用戶(hù)進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)的處理。2.3gui界面的具體操作在matlab版面上，通過(guò)鍵入guide彈出一個(gè)菜單欄進(jìn)入gui制作界面(或 者在file到new來(lái)進(jìn)入gui),從而開(kāi)始應(yīng)用界面的制作。1. 將所需控件從控件面板拖拽到guide的設(shè)計(jì)區(qū)域；2. 利用工具條中的工具(或相應(yīng)的菜單和現(xiàn)場(chǎng)菜單)，快速完成界面布局；3. 設(shè)置控件的屬性。尤其是uig屬性，它是控件在程序內(nèi)部的唯一標(biāo)識(shí)；4. 如果需要，打開(kāi)菜單編輯器為界面添加菜單或現(xiàn)場(chǎng)菜單；5. 保存設(shè)計(jì)oguide默認(rèn)把gui程序保存為兩個(gè)同名文件：一個(gè)是.fig文件, 用來(lái)保存窗體布

14、局和所有控件的界面信息；一個(gè)是文件，該文件的初始內(nèi)容 是guide自動(dòng)產(chǎn)生的程序框架，其中包括了各個(gè)控件回調(diào)函數(shù)的定義。該m文件 與一般的m文件沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，但是鑒于它的特殊性，matalab把這類(lèi)文件統(tǒng)稱(chēng) 為gui-m文件。保存完后gui-m文件自動(dòng)在編輯調(diào)試器中打開(kāi)以供編輯。6. 為每個(gè)回調(diào)函數(shù)添加代碼以實(shí)現(xiàn)gui程序的具體功能。這一步與一般函數(shù) 文件的編輯調(diào)試過(guò)程相同。第三章設(shè)計(jì)3.1相關(guān)原理：設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的任務(wù)就是尋求一個(gè)因果穩(wěn)定的線性時(shí)不變系統(tǒng)，并使系統(tǒng) 函數(shù)h (z)具有指定的頻率特性。數(shù)字濾波器從實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者從單位沖激響應(yīng)分類(lèi)，可以分成無(wú)限長(zhǎng)單 位沖激響應(yīng)(iir)數(shù)字濾

15、波器和有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)(fir)數(shù)字濾波器。數(shù)字濾波器頻率響應(yīng)的三個(gè)參數(shù)：(1) 幅度平方響應(yīng)：(2) 相位響應(yīng)(3) 群時(shí)延響應(yīng)iir數(shù)字濾波器：11r數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為的有理分?jǐn)?shù)，即11r數(shù)字濾波器的逼近問(wèn)題 就是求解濾波器的系數(shù)和，使得在規(guī)定的物理意義上逼近所要求的特性的問(wèn) 題。如果是在s平面上逼近，就得到模擬濾波器，如果是在z平面上逼近，則得 到數(shù)字濾波器。f1r數(shù)字濾波器：設(shè)fir的單位脈沖響應(yīng)h(n)為實(shí)數(shù)，長(zhǎng)度為n,則其z變換和頻率響應(yīng)分別 為按頻域采樣定理fir數(shù)字濾波器的傳輸函數(shù)h(z)和單位脈沖響應(yīng)h(n)可由它 的n個(gè)頻域采樣值h (k)唯一-確定。matlab中提

16、供了幾個(gè)函數(shù)，分別用于實(shí)現(xiàn)iir濾波器和fir濾波器。(1) 卷積函數(shù)conv卷積函數(shù)conv的調(diào)用格式為c=conv(a, b)該格式可以計(jì)算兩向量a和b的卷積，可以直接用于對(duì)有限長(zhǎng)信號(hào)采用fir 濾波器的濾波。(2) 函數(shù) filter函數(shù)filter的調(diào)用格式為y二filter(b, a, x)該格式釆用數(shù)字濾波器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，既可以用于iir濾波器，也可以用 于fir濾波器。其中向量b和a分別表示系統(tǒng)函數(shù)的分子、分母多項(xiàng)式的系數(shù)， 若a=l,此時(shí)表示ftr濾波器，否則就是hr濾波器。該函數(shù)是利用給出的向 量b和a,對(duì)x中的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，結(jié)果放入向量y。(3) 函數(shù) fftfilt函數(shù)

17、fftfilt的調(diào)用格式為y二fftfilt (b, x)該格式是利用基于fft的重疊相加法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，這種頻域?yàn)V波技術(shù)只 對(duì)fir濾波器有效。該函數(shù)是通過(guò)向量b描述的濾波器對(duì)x數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。關(guān)于用butter函數(shù)求系統(tǒng)函數(shù)分子與分母系數(shù)的兒種形式。b, a=butter (n, wc,' high，):設(shè)計(jì)n階高通濾波器，wc為它的3db邊緣頻率， 以為單位，故。b, a =butter (n, wc):當(dāng)wc為具有兩個(gè)元素的矢量wc=wl, w2時(shí),它設(shè)計(jì)2n階 帶通濾波器，3db通帶為,w的單位為。b, a=butter (n, wc,' stop，):若 wc=wl

18、, w2,則它設(shè)計(jì) 2n 階帶阻濾波器,3db 通帶為，w的單位為。如果在這個(gè)函數(shù)輸入變?cè)淖詈?，加一個(gè)變?cè)皊”，表示設(shè)計(jì)的是模擬濾波器。 這里不作討論。為了設(shè)計(jì)任意的選項(xiàng)巴特沃斯濾波器，必須知道階數(shù)n和3db邊緣頻率矢量vc。 這可以直接利用信號(hào)處理工具箱中的buttord函數(shù)來(lái)計(jì)算。如果已知濾波器指 標(biāo)，和，則調(diào)用格式為n, wc二buttord (wp, ws, rp, as)對(duì)于不同類(lèi)型的濾波器，參數(shù)wp和ws有一些限制：對(duì)于低通濾波器，wpws； 對(duì)于高通濾波器，wp>ws；對(duì)于帶通濾波器，wp和ws分別為具有兩個(gè)元素的矢 量,wp=wpl,wp2和 ws=wsl, ws2,

19、并且 ws 1 <wp 1 <wp2<ws2；對(duì)于帶阻濾波器 wp1<wsl<ws2<wp2o3.2課設(shè)過(guò)程1.獲取原始波形程序：x, fs, bits=wavread(，321. wav', 1024 5120); sound(x, fs, bits);x=fft(x, 4096);magx=abs(x);angx=angle(x);plot (x) ; title(' originaltiy wave，);gui界面如圖:(3.2. 1)(3. 2. 1)2.加噪后單一信號(hào)波形程序：x, fs, bits=wavreadc 321. wa

20、v*, 1024 5120); sound(x, fs, bits);x=fft (x, 4096);magx=abs(x);angx=angle(x);plot(angx) ;titlec sound ang wave');gui界面如圖:(3. 2.2)(3.2.2)3 低通時(shí)域?yàn)V波程序:x=wavread c 321. wav，);n二5;wc二0. 3;b, a=butter (n, wc);x=fft(x);y二filter(b, a, x);y=fft(y);plot(y) ;titlec hr low filter time wave");gui界面如圖:(3.

21、 2.3)t led口叵區(qū)）原始波形單一信號(hào)波形底誦時(shí)域漁波高通時(shí)域?yàn)V被i誦頻域?yàn)V波4. 低通頻域?yàn)V波程序：x=wavread (' 321. wav');n二5;wc二0. 3;b, a=butter (n, wc);x=fft(x);y二filter(b, a, x);y=fft (y);w=abs(y);plot(w) ; titlec hr low filter frequency scope，)gui界面如圖:(3.2.4)> fojlxlnt it led(3.2.4)5. 高通時(shí)域?yàn)V波程序：x二wavread(' 321. wav');n=5

22、;wc=0. 3;b, a=butter(n, wc,' high，);x二fft (x);y二f 訂 ter (b, a, x);y=fft(y);plot(y);title('iir_high filter time wave');gui界面如圖：(3. 2.5)6. 高通頻域?yàn)V波程序:x二wavread( 321. wav');n二5;wc二0. 3;b, a= butter (n, we,' high，);x=fft(x);y二filter (b, a, x);y二fft (y);w=abs(y);plot(w);titlc(tlr high &

23、quot;iter frequency scope');gui界面如圖:(3. 2.6)(3. 2.6)3.3結(jié)論本設(shè)計(jì)圓滿(mǎn)的完成了對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的讀取與打開(kāi)，與課題的要求十分相符； 本設(shè)計(jì)也較好的完成了對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分析，通過(guò)fft變換，得出了語(yǔ)音 信號(hào)的頻譜圖；在濾波這一塊，課題主要是從巴特沃斯濾波器入手來(lái)設(shè)計(jì)濾波器，也從一方 面基本實(shí)現(xiàn)了濾波；初略的完成了界面的設(shè)計(jì)，但也存在相當(dāng)?shù)牟蛔?，只是很勉?qiáng)的達(dá)到了打開(kāi) 語(yǔ)音文件、顯示已定濾波前后的波形等圖。語(yǔ)音信號(hào)處理是語(yǔ)音學(xué)與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合的交叉學(xué)科，課題在這里 不討論語(yǔ)音學(xué)，而是將語(yǔ)音當(dāng)做一種特殊的信號(hào)，即一種“復(fù)雜向量”來(lái)看待

24、。 也就是說(shuō)，課題更多的還是體現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。從課題的中心來(lái)看，課題是希望將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用于某一實(shí)際領(lǐng)域， 這里就是指對(duì)語(yǔ)音的處理。作為存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的語(yǔ)音信號(hào)，其本身就是離散化 了的向量，我們只需將這些離散的量提取岀來(lái)，就可以對(duì)其進(jìn)行處理了。在這里，用到了處理數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)有力工具matlab,通過(guò)matlab里幾個(gè)命 令函數(shù)的調(diào)用，很輕易的在實(shí)際化語(yǔ)咅與數(shù)字信號(hào)的理論z間搭了一座橋。課題的特色在于它將語(yǔ)音看作了一個(gè)向量，于是語(yǔ)音數(shù)字化了，則可以完全 利用數(shù)字信號(hào)處理的知識(shí)來(lái)解決。我們可以像給一般信號(hào)做頻譜分析一樣，來(lái)給 語(yǔ)音信號(hào)做頻譜分析，也可以較容易的用數(shù)字濾波器來(lái)對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行濾

25、波處理。最后，還利用了 matlab的另一強(qiáng)大功能gui界面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出了一個(gè) 簡(jiǎn)易的用戶(hù)應(yīng)用界面，可以讓人實(shí)現(xiàn)界面操作。更加方便的進(jìn)行語(yǔ)音的頻譜分析 與濾波處理。但由于知識(shí)能力有限，當(dāng)中也存在相當(dāng)?shù)牟蛔?，特別體現(xiàn)在濾波與界面設(shè)計(jì) 這一塊。對(duì)濾波的研究，木文只是舉出了很小的一個(gè)方面，還有許多精髓都未能 一一列舉。至于用戶(hù)界面的設(shè)計(jì)，由于筆者是初次接觸，也未能有特別的掌握， 僅就剛學(xué)習(xí)到的一些加以運(yùn)用，于是設(shè)計(jì)的還是很粗燥。當(dāng)然，這些問(wèn)題與不足 在今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)中，我會(huì)一步一步的去進(jìn)行解決。特別是對(duì)gui界面的設(shè)計(jì), 還有特別多的地方要學(xué)習(xí)。第四章總結(jié)與展望通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，在鍛煉我的動(dòng)手能力

26、的同時(shí)還加強(qiáng)了我對(duì)dsp和語(yǔ)音的 理解，一直覺(jué)得這是兩門(mén)非常難學(xué)的科目，總是害怕接觸，通過(guò)這次設(shè)計(jì)和制作, 我發(fā)現(xiàn)只要用心動(dòng)手其實(shí)我們都可以，主要是繪制一個(gè)gui界面，做到通過(guò)簡(jiǎn)單 操作來(lái)完成對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的典型處理和分析。主要進(jìn)行了信號(hào)采集，信號(hào)的頻 譜顯示，信號(hào)的時(shí)域分析，信號(hào)的高，低通濾波等。由于本次課程設(shè)計(jì)要求利用 matlab對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理和分析，所以還加深了對(duì)matlab軟件的應(yīng) 用，真可謂是一舉兩得啊！這次課程設(shè)計(jì)提高了我的分析解決問(wèn)題的能力，在設(shè)計(jì)中不時(shí)的出現(xiàn)許多不 懂的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)自己的分析和老師的指點(diǎn)最終得以解決。這樣的機(jī)會(huì)不是很多， 希望學(xué)校能夠多多提供這樣的機(jī)

27、會(huì)。同時(shí)也非常感謝老是的知道和幫助。我想在 未來(lái)的口子我們會(huì)學(xué)到更多的知識(shí)，能夠更好的提高自己。參考文獻(xiàn)1. 胡航語(yǔ)音信號(hào)處理哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20002. 趙力語(yǔ)音信號(hào)處理北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20033. 何強(qiáng)何英matlab擴(kuò)展編程北京：清華大學(xué)出版社,20034. 胡光銳語(yǔ)音處理與識(shí)別上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，19945. 胡航語(yǔ)音信號(hào)處理哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20006. 董長(zhǎng)虹matlab圖像處理與應(yīng)用北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20047. 8. texas instruments inc tms320vc5410 fixed-point digital signa

28、lprocess data manual 20009. texas instruments inc tlc320ad54c/i tlc320ad52c sigma-delta analog interface circuit with master-slave function data manual 2000lo.integrated device technology 3.3volt cmos aysnchronous fifoidt72v01-72v06 data sheet 2003附錄:function varargout = untitled(varargin)% untitled

29、 m-file for untitled.fig% untitled, by itself, creates a new untitled or raises the existing%singleton*.% h = untitled returns the handle to a new untitled or the handle to%the existing singleton*%untitled('callback',hobject,eventdata,handles,.) calls the local% function named callback in un

30、titled.m with the given input arguments.%untitledcproperty'/value',.) creates a new untitled or raises the%existing singleton*. starting from the left, property value pairs are%applied to the gui before untitled_openingfunction gets called an%unrecognized property name or invalid value makes

31、 property application%stop. all inputs are passed to untitled_openingfcn via varargin% *see gui options on guide's tools menu. choose "gui allows only one%in stance to run (singleton)11.% see also: guide, guidata, gu1handles% edit the above text to modify the response to help untitled% last

32、 modified by guide v2.5 04-jul-2009 13:05:07% begin initialization code do not editgui_singleton = 1;gui_state = struct(rgui_namemfilename,*gui_singleton gui_singleton,ulopeningfcn*, untitled_openingfcn,.gui_outputfcn untitled_outputfcn, ullayoutfcn1, 1 ,.gulcallback*, );訐 nargin && ischar(v

33、arargin i)gui_state.gui_callback = str2func( varargin 1);endif nargoutvarargout knargout = gui_mainfcn(gui_state, varargin:);elsegui_mainfcn(gui_state, varargin:);end% end initialization code - do not edit% 一 executes just before untitled is made visiblefunction untitled_openingfcn(hobject, eventdat

34、a, handles, varargin) % this function has no output args, see outputfcn.% hobject handle to figure% eventdata reserved to be defined in a future version of matlab % handlesstructure with handles and user data (see guidata)% varargincommand line arguments to untitled (see varargin)% choose default co

35、mma nd line output for untitled handles.output = hobject;% update handles structure guidata(hobject, handles);% uiwait makes untitled wait for user response (see uiresume) % uiwait(handles.figure 1);% 一 outputs from this function are returned to the command line function varargout = untitled_outputf

36、cn(hobject, eventdata, handles) % varargout cell array for returning output args (see varargout);% hobject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of matlab % handles structure with handles and user data (see guidata)% get default command line output from handles str

37、ucture varargout 1 = handles.output;% executes on button press in pushbutton 1function pushbutton 1 _callback(hobject, evenldata, handles)% hobject handle to pushbutton 1 (see gcbo)% eventdata reserved - to be defined in a future version of matlab % handles structure with handles and user data (see

38、guidata) x,fs,bits=wavread(321 .wav； 1024 5120);sound(x,fs,bits);x=fft(x,4096);magx=abs(x);angx=angle(x);plot(x);title(roriginaltiy wave1);% 一- executes on button press in pushbutton2<fun ction pushbutton2_callback(hobject, eve ntdata, han dies)% hobject handle to pushbutton2 (see gcbo)% eventdat

39、a reserved - to be defined in a future version of matlab % handles structure with handles and user data (see guidata) x,fs,bits二wavreadc321.wav',1024 5120);soun d(x,fs,bits);x=fft(x,4096);magx=abs(x);angx=angle(x);plot(angx);title(sound ang wave');% executes on button press in pushbutton3function pushbutton3_callback(hobject, eventdata, handles)% hobject handle to pushbutton3 (see gcbo)% eventdata reserved - to be defined in a future version of matlab % handles structure with handles and user data (see guidata) x=wavread(*32 l.wav1);n=5;wc=0.3;b,a=but