語(yǔ)音信號(hào)處理與分析及MATLAB實(shí)現(xiàn)

個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途PAGEPAGE2個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途目錄1.1語(yǔ)音課設(shè)的意義 3HYPERLINK\l”_Toc234720794"1.2語(yǔ)音課設(shè)的目的及要求 3HYPERLINK\l”_Toc234720795"1.3語(yǔ)音課設(shè)基本步驟 32.1設(shè)計(jì)理論依據(jù) 52。1。1采樣定理 5HYPERLINK\l”_Toc234720799”2。1。2采樣頻率 52。1.3采樣位數(shù)與采樣頻率 5HYPERLINK\l”_Toc234720801”2。2語(yǔ)音信號(hào)的分析及處理方法 62。2.1語(yǔ)音的錄入與打開(kāi) 6HYPERLINK\l”_Toc234720803”2.2.2時(shí)域信號(hào)的FFT分析 62。2。3數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理 7HYPERLINK\l”_Toc234720805"2.2。4數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)步驟 72。2.5IIR濾波器與FIR濾波器的性能比較 7第三章圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì) 9HYPERLINK\l”_Toc234720808”3。1圖形用戶(hù)界面概念 9HYPERLINK\l”_Toc234720809”3.2圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì) 9_Toc234720811”3.3.1語(yǔ)音信號(hào)的讀入與打開(kāi) 103。3。2語(yǔ)音信號(hào)的定點(diǎn)分析 10HYPERLINK\l”_Toc234720813"3.3.3N階高通濾波器 123.3.4N階低通濾波器 13HYPERLINK\l”_Toc234720815"3.3。52N階帶通濾波器 14HYPERLINK\l”_Toc234720816”3。3。62N階帶阻濾波器 15HYPERLINK\l”_Toc234720817"3.4圖形用戶(hù)界面制作 16HYPERLINK\l”_Toc234720818”第四章總結(jié) 19附錄 20來(lái)看待。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出來(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M(jìn)ATLAB，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)音與數(shù)字信號(hào)的理論之間搭了一座橋。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，本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).附錄程序源代碼：functionvarargout=my(varargin）％MYM-fileformy。fig%MY,byitself,createsanewMYorraisestheexisting％singleton＊.％％H=MYreturnsthehandletoanewMYorthehandleto%theexistingsingleton＊.%%MY(’CALLBACK',hObject,eventData,handles,.。。)callsthelocal％functionnamedCALLBACKinMY。Mwiththegiveninputarguments.%%MY（’Property','Value’，。。。）createsanewMYorraisesthe%existingsingleton*。Startingfromtheleft，propertyvaluepairsare％appliedtotheGUIbeforemy_OpeningFcngetscalled。An%unrecognizedpropertynameorinvalidvaluemakespropertyapplication%stop.Allinputsarepassedtomy_OpeningFcnviavarargin。%％*SeeGUIOptionsonGUIDE'sToolsmenu.Choose"GUIallowsonlyone%instancetorun（singleton）"。%%Seealso：GUIDE，GUIDATA,GUIHANDLES％Edittheabovetexttomodifytheresponsetohelpmy%LastModifiedbyGUIDEv2.502—Jul—200915:21：29%Begininitializationcode-DONOTEDITgui_Singleton=1;gui_State=struct('gui_Name’,mfilename,.。。’gui_Singleton’,gui_Singleton，。。?！痝ui_OpeningFcn’，@my_OpeningFcn,.。。'gui_OutputFcn',@my_OutputFcn，。..’gui_LayoutFcn’，[],。.?！痝ui_Callback'，[]）;ifnargin&&ischar(varargin｛1｝）gui_State.gui_Callback=str2func(varargin｛1}）;endifnargout[varargout{1:nargout｝]=gui_mainfcn（gui_State,varargin｛：}）;elsegui_mainfcn（gui_State,varargin{：})；end％Endinitializationcode-DONOTEDIT%———Executesjustbeforemyismadevisible。functionmy_OpeningFcn(hObject,eventdata,handles,varargin）%Thisfunctionhasnooutputargs,seeOutputFcn.％hObjecthandletofigure%eventdatareserved—tobedefinedinafutureversionofMATLAB％handlesstructurewithhandlesanduserdata（seeGUIDATA）%varargincommandlineargumentstomy(seeVARARGIN）%Choosedefaultcommandlineoutputformyhandles。output=hObject；％Updatehandlesstructureguidata（hObject,handles）；％UIWAITmakesmywaitforuserresponse(seeUIRESUME)％uiwait（handles。figure1);％———Outputsfromthisfunctionarereturnedtothecommandline.functionvarargout=my_OutputFcn（hObject,eventdata,handles）％varargoutcellarrayforreturningoutputargs(seeVARARGOUT）;%hObjecthandletofigure％eventdatareserved—tobedefinedinafutureversionofMATLAB％handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)%Getdefaultcommandlineoutputfromhandlesstructurevarargout{1}=handles。output；％-—-Executesonbuttonpressininput。functioninput_Callback(hObject,eventdata，handles）％hObjecthandletoinput（seeGCBO)％eventdatareserved—tobedefinedinafutureversionofMATLAB％handlesstructurewithhandlesanduserdata（seeGUIDATA)globalI；globalX;globalmagX；globalangX；H=｛’*.wav'}；[filename,pathname］=uigetfile（H,'請(qǐng)選擇打開(kāi)文件')；file=strcat(pathname，filename)；I=wavread（file)；X=fft(I,4096）;magX=abs(X);angX=angle(X);subplot（221）;plot(I)；title('原始信號(hào)波形’)；subplot(222);plot（X）；title（'原始信號(hào)頻譜');subplot(223）；plot(magX)；title（’原始信號(hào)幅值');subplot（224);plot(angX);title('原始信號(hào)相位');％globalmagX;%globalangX；％X=filter（I）；％magX=abs（X)；％angX=angle（X)；％———Executesonbuttonpressinboyin.functionboyin_Callback（hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletoboyin（seeGCBO)％eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB％handlesstructurewithhandlesanduserdata（seeGUIDATA）globalI；sound(I）;％-—-Executesonbuttonpressinsound。functionsound_Callback（hObject，eventdata,handles)%hObjecthandletosound(seeGCBO）％eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA）globalI;globalX;globalmagX；globalangX;Y=wavread（'speech'）;y=real（fft（Y，4096))；magY=abs（y）;angY=angle(y）;Y=Y+I；y=X+y;magY=magX+magY；angY=angX+angY;subplot(221);plot(Y);title（'加噪后信號(hào)波形’）；subplot(222）;plot(y）；title(’加噪后信號(hào)頻譜’)；subplot（223);plot(magY);title（'加噪后信號(hào)幅值'）；subplot（224）；plot（angY）;title('加噪后信號(hào)相位'）;％ExecutesonbuttonpressinFilter。functionFilter_Callback（hObject,eventdata,handles）%hObjecthandletoFilter(seeGCBO)％eventdatareserved—tobedefinedinafutureversionofMATLAB％handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA）%——--—-——--—-————————-———-——-—--—————-—--—-————-—-——-————————-functionFFT_Callback（hObject，eventdata,handles)％hObjecthandletoFilter（seeGCBO)％eventdatareserved—tobedefinedinafutureversionofMATLAB％handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)globalY；globalZ;b=100；a=5;z=filter(a，b,Y)；Z=fft(z,4096）;magZ=abs(Z)；angZ=angle（Z）;subplot（221）；plot（z）；title('FIR濾波后信號(hào)波形’);subplot（222)；plot(Z）;title('FIR濾波后信號(hào)頻譜')；subplot（223）;plot(magZ);title('FIR濾波后信號(hào)幅值’)；subplot(224)；plot(angZ)；title('FIR濾波后信號(hào)相位’）;%—-————-—-—-——-—-————--——————--———-———-—--———--—--functionIIR_Callback(hObject,eventdata，handles）%hObjecthandletoIIR（seeGCBO）%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB％handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)globalY；globalZ;b=4;z=fftfilt（b，Y);Z=fft（z,4096）；magZ=abs（Z）；angZ=angle（Z）;subplot(221)；plot(z)；title(’IIR濾波后信號(hào)波形’）;subplot（222）；plot(Z）；title('IIR濾波后信號(hào)頻譜'）；subplot(223)；plot(magZ)；title(’IIR濾波后信號(hào)幅值’）;subplot(224）;plot（angZ)；title(’IIR濾波后信號(hào)相位’）;%-—--—-————-————--—-——-—-——--—-——-—--—--—--—————-—functionButter_Callback(hObject，eventdata，handles）%hObjecthandletoButter（seeGCBO）%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)globalI；globalY；globalZ;N=5;wc=0.3;[b,a］=butter(N,wc）；y=filter（b，a,I);Y=fft(y);subplot（323)；plot（y）；title(’IIR濾波后信號(hào)的波形')；subplot(324）；plot(Y）;title(’IIR濾波后信號(hào)的頻譜'）;z=fftfilt（b，I）；Z=fft(z)；subplot(325）;plot（z)；title('FIR濾波后信號(hào)的波形’)；subplot(326）