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1、毕业设计毕业设计(论论文文)基于基于MATLABMATLAB 的语音信号处理的语音信号处理系系 别别 ：机械与电子工程系专专业业（班班级级）：电子信息工程专业 08 级 3 班作作者者（学学号号） ：汪金祥（50801023023）指指导导教教师师：高伟霞完完成成日日期期：2012 年 5 月 11 日蚌埠学院本科毕业设计（论文）目 录中文摘要中文摘要II英文摘要英文摘要 IIII 1 1 引引 言言 .1 1 1.1 课题的研究意义 .1 1.2 设计任务 . 1 2 2 基基 本本 原原 理理 . 2 2 2.1 语音信号概述 . 2 2.2 数字滤波器原理 . 2 2.2.1 数字滤波器
2、的概念 . 2 2.2.2 数字滤波器的分类 .2 3 3 总总 体体 设设 计计 思思 想想 . 4 4 3.1 语音信号的采集 . 4 3.2 语音信号处理工具的选择 . 4 3.3 数字滤波器的设计 . 4 4 4 语语 音音 信信 号号 分分 析析 和和 滤滤 波波 处处 理理 . 8 8 4.1 语音信号的采集 . 8 4.2 语音信号的读入与打开 . 8 4.34.3 语言信号处理语言信号处理. 8 8 4.3.1 语音信号分析 .8 4.3.2 含噪语音信号的合成 . 9 4.4.3 双线性变换法设计 Butterworth 滤波器. 10 4.4.4 基于窗函数法的 FIR 滤
3、器波 . 14 5 5 总总 结结 . 1717 致致 谢谢 . 1818 参参 考考 文文 献献 . 1919 基于MATLAB 的语音信号处理摘 要：本设计用微软录音机采集了一段语音，对其进行了时域分析，频谱分析,分析语音信号的特性。并应用 matlab 平台对语音信号加入了不同的噪声，进一步用双线性变换法设计了一个的巴特沃思低通滤波器，基于巴特沃斯模拟滤波器设计数字带通滤波器和用窗函数法设计了 FIR 低通滤波器，然后对加噪的语音信号进行滤波处理。最后对比滤波前后的语音信号的时域和频域特性，回放加噪语音信号和去噪语音信号，对比研究了巴特沃思 IIR 滤波器和 FIR滤波器在信号处理尤其是
4、信号滤波去噪方面的特性和应用。论文从理论和实践上比较不同数字滤波器的滤波效果。【关键词】 语音信号；频域特性; 时域特性; 滤波器蚌埠学院本科毕业设计（论文）Matlab-based voice signal and processingAbstract : This design using Microsoft recorder collected a speech, analyses the time-domain analysis, the spectrum analysis, the analysis of the characteristics of speech signal. M
5、atlab and application of speech signal joined with different noise, further bilinear transformation method for the design of a filter based on butterworth simulation design digital filter bandpass filter and the design method of window functions with FIR low-pass filter, and then to the speech signa
6、l with noise filtered. Compares the speech signal after filtering time domain and frequency domain properties, playback speech signal and noise and speech signal de-noising compared and studied butterworth beth IIR filter and FIR filters in signal processing, especially the signal filtering de-noisi
7、ng characteristics and applications. From the theory and practice of the filter is different digital filter.Key words: speech signal, Frequency characteristics, Temporal haracteristics, Filter- 1 -基于MATLAB 的语音信号处理1 1 引引 言言1.1 课题的研究意义语言是我们人类所特有的功能，它是传承和记载人类几千年文明史，没有语言就没有我们今天人类的文明。语音是语言最基本的表现形式，是相互传递信
8、息最重要的手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。语音信号处理属于信息科学的一个重要分支，大规模集成技术的高度发展和计算机技术的飞速前进，推动了这一技术的发展；它是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门新兴学科，同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉学科，因此我们进行语言信号处理具有时代的意义。1.2 设计任务本设计先完成语音信号的采集，然后设计低通，高通，带通等滤波器对采集到的语音信号进行滤波处理，分析语音信号各频率段的特性。并对所采集的语音信号加入不同的干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，针对受干扰语音信号的特点设计不同的滤波器，对加噪信号进行滤波，恢
9、复原信号。把原始语音信号、加噪语音信号和滤波后的信号进行时域变换和频域变换，画出它们的时域波形和频域波形图，从视觉角度比较分析滤波的效果。也可将这 3 类信号进行播放从听觉角度感受滤波的效果。姓名：汪金祥 课题题目：基于 matlab 语音信号处理- 2 -2 2 基基 本本 原原 理理2.12.1 语音信号概述语言是人类创造的，是人类区别于其他地球生命的本质特征之一。人类用语言交流的过程可以看成是一个复杂的通信过程，为了获取便于分析和处理的语音信源，必须将在空气中传播的声波转变为包含语音信息并且记载着声波物理性质的模拟（或数字）电信号，即语音信号，因此语音信号就成为语音的表现形式或载体。语音
10、学和数字信号处理的交叉结合便形成了语音信号处理。语音信号处理是建立在语音学和数字信号处理基础之上的，对语音信号模型进行分析、存储、传输、识别和合成等方面的一门综合性学科。2.22.2 数字滤波器原理2.2.1 数字滤波器的概念若滤波器的输入、输出都是离散时间信号，那么该滤波器的单位冲激响应h(n)也必然是离散的，这种滤波器称为数字滤波器（DF） 。数字滤波器实质上是一种运算过程用来描述离散系统输入与输出关系的差分方程的计算或卷积计算。数字滤波器的实质是用一有限精度算法实现的离散时间线性时不变系统，以完成对信号进行滤波处理的过程。它是数字信号处理的一个重要分支，具有稳定性好、精度高、灵活性强、体积小、质量轻等诸多优点。2.2.2 数字滤波器的分类数字滤波器根据不同的分类标准可以将滤波器分成不同的类别。（1）根据单位冲激响应 h(n)的时间特性分类无限冲激响应（IIR）数字滤波器有限冲激响
