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1、MATLABMATLAB 课程设计报告课程设计报告课题：语音信号采集与处理目录目录一、实践目的一、实践目的.3 二、实践原理：二、实践原理：.3 三、课题要求：三、课题要求：.3 四、四、MATLAB 仿真仿真.4 1、频谱分析：、频谱分析：.4 2、调制与解调：、调制与解调：.5 3、信号变化：、信号变化：.8 快放：快放：.8 慢放：慢放：.8 倒放：倒放：.8 回声：回声：.9 男女变声：男女变声：.9 4、信号加噪、信号加噪.11 5、用窗函数法设计、用窗函数法设计 FIR 滤波器滤波器.12 FIR 低通滤波器：低通滤波器：.13 FIR 高通滤波器：高通滤波器：.14 FIR 带通
2、滤波：带通滤波：.15一、实践目的一、实践目的本次课程设计的课题为基于 MATLAB 的语音信号采集与处理 ，学会运用 MATLAB 的信号处理功能，采集语音信号，并对语音信号进行滤波及变换处理，观察其时域和频域特性，加深对信号处理理论的理解，并为今后熟练使用 MATLAB 进行系统的分析仿真和设计奠定基础。此次实习课程主要是为了进一步熟悉对 matlab 软件的使用，以及学会利用 matlab 对声音信号这种实际问题进行处理，将理论应用于实际，加深对它的理解。二、实践原理：二、实践原理：利用 MATLAB 对语音信号进行分析和处理，采集语音信号后，利用 MATLAB 软件平台进行频谱分析；并
3、对所采集的语音信号加入干扰噪声，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。语音信号的“ 短时谱”对于非平稳信号, 它是非周期的, 频谱随时间连续变化, 因此由傅里叶变换得到的频谱无法获知其在各个时刻的频谱特性。如果利用加窗的方法从语音流中取出其中一个短断, 再进行傅里叶变换, 就可以得到该语音的短时谱。三、课题要求：三、课题要求：利用windows 自带的录音机或者其它录音软件，录制几段语音信号（要有几种不同1的声音，要有男声、女声）。对录制的语音信号进行频谱分析，确定该段语音的主要频率范围，由此频率范围判2断该段语音信号的特点（低沉or 尖锐）。利用采样定理，对该段
4、语音信号进行采样，观察不同采样频率（过采样、欠采样、3临界采样）对信号的影响。对采集到的语音信号进行调制与解调，观测调制与解调前后信号的变化。4实现语音信号的快放、慢放、倒放、回声、男女变声。5对语音信号加噪，然后进行滤波，分析不同的滤波方式对信号的影响。6利用 MATLAB GUI 制作语音信号采集与分析演示系统。7四、四、MATLAB 仿真仿真1、频谱分析：、频谱分析：用 WINDOWS 下的录音机，用单声道录制一段音乐或声音，时间在 5S 内。然后 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。对语音信号进行快速傅立叶变换，在一个窗口同时画
5、出信号的时域波形图和频谱图，分析语音信号的频谱特点程序：fs =22050; Nbits =16; x,fs,Nbits =wavread(D:matlab22hexian.wav) ; %读声音文件n=length(x); t=0:1/fs:(length(x)-1)/fs; %求出语音信号的长度 y1=fft(x,n) ; %傅里叶变换 y2=fftshift(y1); %对频谱图进行平移 f=0:fs/n:fs*(n-1)/n; %得出频点 subplot(2,1,1); plot(t/2,x) %做原始语音信号的时域图形 title(原始信号时域波形图);subplot(2,1,2);
6、 plot(f,abs(y2); title(原始信号频谱图) 仿真波形：门铃：1和弦：2男女声：32、调制与解调：、调制与解调：首先画出语音信号的时域波形，然后对语音信号进行频谱分析。在 Matlab 中可以利用函数 fft 对信号行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性，从而加深对频谱特性的理解。程序：clear; dt=1/44100; fs=44100; f1,fs,nbits=wavread(D:1huan.wav); figure(1); subplot(1,1,1); N=length(f1); t=0:1/fs:(N-1)/fs; plot(t,f1); title(信息信号的时域
7、波形);fy1=fft(f1); w1=0:fs/(N-1):fs; figure(2);subplot(1,1,1); plot(w1,abs(fy1); title(信息信号的频谱); f2=cos(22000*pi*t); figure(3); subplot(1,1,1); fy2 = fft(f2); N2=length(f2); w2=fs/N*0:N-1; plot(w2,abs(abs(fy2); title(载波信号的频谱);f1=f1(:,1); f3=f1.*f2; figure(4); subplot(1,1,1); fy3 = fft(f3); plot(w1,abs
8、(abs(fy3); title(已调信号的频谱);sound(f3,fs,nbits);f4=f3.*f2; figure(5); subplot(1,1,1); fy4=fft(f4); plot(w1,abs(abs(fy4); title(解调信号的频谱);sound(f4,fs,nbits);fp1=0; fs1=5000; As1=100; wp1=2*pi*fp1/fs; ws1=2*pi*fs1/fs; BF1=ws1-wp1; wc1=(wp1+ws1)/2; M1=ceil(As1-7.95)/(2.286*BF1)+1; N1=M1+1; beta1=0.1102*(As
9、1-8.7); Window=(kaiser(N1,beta1); b1=fir1(M1,wc1/pi,Window); figure(6); subplot(1,1,1); freqz(b1,1,512); title(FIR 低通滤波器的频率响应); f4_low = filter(b1,1, f4); plot(t,f4_low); title(滤波后的解调信号时域波形);sound(f4_low,fs,nbits); f5=fft(f4_low); figure(7); subplot(1,1,1); plot(w1,abs(f5); title(滤波后的解调信号频谱); 仿真波形：3
10、、信号变化：、信号变化：快放：快放：x,fs,nbits=wavread(D:1huan.wav) w=2； M=w*fs; wavplay(x,M);慢放：慢放：x,fs,nbits=wavread(D:1huan.wav) w=0.8 M=w*fs; wavplay(x,M);倒放：倒放：x,fs,Nbits=wavread(D:1huan.wav); y0=flipud(x); sound(y0,fs);回声：回声：程序： x,fs,bits=wavread(D:3yang.wav,1 40000);%读取语音信号 n1=0:2000; b=x(:,1); %产生单声道信号 N=3; yy2=filter(
