語音信號的頻譜分析實驗報告

1一、試驗內(nèi)容波形和頻譜圖；在語音信號中增加正弦噪聲信號(自己設置幾個頻率的正弦信號)，對參加噪畫出濾波后信號的時域波形和頻譜，并對濾波前后的信號進展比照試聽，分析信號的變化。二、實現(xiàn)步驟1．語音信號的采集利用s下的錄音機，錄制一段自己的話音，時間在3s內(nèi)。Matlabwavread對語音信號進展采樣4kHz。[y,fs,bits]=wavread(”j.wav”,[102463500]);sound(y,fs,bits);2．語音信號的頻譜分析要求首先畫出語音信號的時域波形；然后對語音號進展傅里葉變換，得到信號的頻譜特性。在采集得到的語音信號中參加正弦噪聲信號〔頻率為10kH，然后對參加噪聲信號后的語音號進展傅里葉變換，得到信號的頻譜特性。并利用sound試聽前后語音信號的不同。3.設計濾波器sound試聽濾波前后語音信號的不同。1、語音信號的采集[y,fs,bits]=wavread(”j.wav”,[102463500]);sound(y,fs,bits);2、語音信號的頻譜分析Y=fft(y,4096);figure(1);plot(y);title(”語音信號的時域波形”);figure(2);plot(abs(Y));title(”語音信號的頻譜特性”);IIR數(shù)字濾波器低通clear;closeall;[y,fs,bits]=wavread(”j.wav”,[102463500]);Y=fft(y,4096);fb=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050;wc=2*fc/fs;wb=2*fb/fs;[n,wn]=ellipord(wc,wb,Ap,As);[b,a]=ellip(n,Ap,As,wn);figure(1);freqz(b,a,512,fs);x=filter(b,a,y);X=fft(x,4096);figure(2);subplot(2,2,1);plot(y);title(”濾波前信號波形”);subplot(2,2,2);plot(abs(Y));title(”濾波前信號頻譜”);Subplot(2,2,3);plot(x);title(”濾波后信號波形”);Subplot(2,2,4);plot(abs(X));title(”濾波后信號頻譜”);sound(x,fs,bits);IIR高通wp=2*pi*4800/18000;wr=2*pi*5000/18000;Ap=1;Ar=15;T=1[N,wn]=buttord(wp/pi,wr/pi,Ap,Ar);[b,a]=butter(N,wn,”high”);[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(b,a);subplot(211);plot(w/pi,mag);title(”數(shù)字巴特沃茨高通濾波器幅度響應|Ha(J\Omega)|”);subplot(212);plot(w/pi,db);title(”數(shù)字巴特沃茨高通濾波器幅度響應(db)”);[y,Fs,nbite]=wavread(”j.wav”,[102463500]);Y=fft(y,4096);x=filter(b,a,y);X=fft(x,4096);figure(3)subplot(211);plot(y);title(”原時域波形”);subplot(212);plot(x);title(”濾波后信號波形”);figure(4)subplot(211);plot(abs(Y));title(”原頻譜頻譜”);subplot(212);plot(abs(X));title(”濾波后信號頻譜”);sound(x,Fs);IIR帶通wp=[1200*pi*2/9000,3000*2*pi/9000];wr=[1000*2*pi/9000,3200*2*pi/9000];Ap=1;Ar=100;[N,wn]=buttord(wp/pi,wr/pi,Ap,Ar);[b,a]=butter(N,wn,”bandpass”);[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(b,a);subplot(211);plot(w/pi,mag);title(”數(shù)字巴特沃茨帶通濾波器幅度響應|Ha(J\Omega)|”);subplot(212);plot(w/pi,db);title(”數(shù)字巴特沃茨帶通濾波器幅度響應(db)”);[y,Fs,nbite]=wavread(”j.wav”);Y=fft(y,4096);x=filter(b,a,y);X=fft(x,4096);figure(3)subplot(211);plot(y);title(”原時域波形”);subplot(212);plot(x);title(”濾波后信號波形”);figure(4)subplot(211);plot(abs(Y));title(”原頻譜頻譜”);subplot(212);plot(abs(X));title(”濾波后信號頻譜”);sound(x,Fs);FIR數(shù)字濾波器FIR低通fsamp=8000;rp=1;rs=100;fcuts=[10001200];d1=(10^(rp/20)-1)/(10^(rp/20)+1);d2=10^(-rs/20);mags=[10];devs=[d1d2];[n,wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fsamp);hh=fir1(n,wn,ftype,kaiser(n+1,beta),”noscale”);freqz(hh);[y,Fs,nbite]=wavread(”j.wav”);Y=fft(y,4096);x=fftfilt(hh,y);X=fft(x,4096);figure(2)subplot(211);plot(y);title(”原時域波形”);subplot(212);plot(x);title(”濾波后信號波形”);figure(3)subplot(211);plot(abs(Y));title(”原頻譜頻譜”);subplot(212);plot(abs(X));title(”濾波后信號頻譜”);sound(x,Fs);FIR高通wc=2*pi*4800;wp=5000*2*pi/18000;f=[0.5333,0.5556];m=[0,1];rp=1;rs=100;d1=(10^(rp/20)-1)/(10^(rp/20)+1);d2=10^(-rs/20);rip=[d2,d1];[N,fo,mo,w]=remezord(f,m,rip);N=N+2;hn=remez(N,fo,mo,w);[hw,w]=freqz(hn,1);plot(w/pi,20*log10(abs(hw)));[y,Fs,nbite]=wavread(”j.wav”);Y=fft(y,4096);x=fftfilt(hn,y);X=fft(x,4096);figure(2)subplot(211);plot(y);title(”原時域波形”);subplot(212);plot(x);title(”濾波后信號波形”);figure(3)subplot(211);plot(abs(Y));title(”原頻譜頻譜”);subplot(212);plot(abs(X));title(”濾波后信號頻譜”);sound(x,Fs);FIR帶通wp1=2*pi*1200/8000;wp2=3000*2*pi/8000;wc1=2*pi*1000/8000;wc2=2*pi*3200*8000;f=[0.25,0.30,0.75,0.80][n,wn,bta,ftype]=kaiserord([0.25,0.30,0.75,0.80],[010],[0.010.10870.01]);h1=fir1(n,wn,ftype,kaiser(n+1,bta),”noscale”);[hh1,w1]=freqz(h1,1,256);figure(1);plot(w1/pi,20*log10(abs(hh1)));grid;[y,Fs,nbite]=wavread(”j.wav”);Y=fft(y,4096);x=fftfilt(h1,y);X=fft(x,4096);figure(2)subplot(211);plot(y);title(”原時域波形”);subplot(212);plot(x);title(”濾波后信號波形”);figure(3)subplot(211);plot(abs(Y));title(”原頻譜頻譜”);subplot(212);plot(abs(X));title(”濾波后信號頻譜”);sound(x,Fs);設計結(jié)果分析語音分析12Fs=22050；n=4096IR低通3濾波器在通帶內(nèi)平滑，通帶截止頻率為1000hz，最大衰減0dB；阻帶起始頻率為1200hz，最小衰減100dB；相位不是線性變化,根本滿足性能要求.4語音信號經(jīng)過低通濾波器后，根本沒發(fā)生變化IIR高通5數(shù)字濾波器在通帶內(nèi)平滑，通帶截止頻率為0.5π，最大衰減0dB；阻帶起始頻率為0.48π，最小衰減100dB；相位不是線性變化,根本滿足性能要求.語言信號經(jīng)過6IIR帶通7通帶范圍為0.2，0