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1、信号与系统课程设计,基于MATLAB的语音信号的采集和处理,学生：肖燕平指导老师：何春,一 系统的背景和意义二 摘要三 语音信号的采集与分析四 滤波器的设计五 加载噪音信号六 总结与心得体会,设计的背景及意义,课题背景 随着计算机技术和信息技术的发展，语音交互已经成为人机交互的必要手段，而语音信号的采集和处理是人机交互的前提和基础，在各个领域都有广泛的应用。Matlab是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，它的功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化，使人机交互更加便捷。,摘要,本课程设计主要运用了语音信号的采集和处理的理论知识，通过MATLAB中的wavr
2、ecord函数录制自己的一段声音；利用plot、fft、fftshift等函数得到其时域波形和频谱图;根据人的声音的特点，设计了低通、高通、带通三个切比雪夫滤波器，对原始信号进行滤波，并将滤波前后的时域波形及频谱作比较；往原始信号中加入一高频噪声，得到加入噪声后的时域波形及频谱，后对该混杂信号进行滤波，除去其高频噪声,摘要,语音录音,语音信号保存,对信号低通、高通、带通滤波并得到各自时域波形和频谱,画出原始信号时域波形和频谱,滤除高频噪声、得到滤波后信号波形及频谱,加入高频噪声且绘制信号时域波形及频谱,一：用wavrecord读取语音信号，并进行采样，建立数据文件二：用plot、fft、fft
3、shif等得到文件的时域波形和频谱图，如图所示,语音信号的采集与分析,由此频谱图也可以看出，人与乐器发出的声音频率集中在几十到三千赫兹,滤波器的设计,设计切比雪夫滤波器对原始信号进行滤波，利用cheb1ord函数计算滤波器阶数，利用cheby1计算滤波器系数。分别得到通带截止频率为1000hz,阻带截止频率为1200hz的低通滤波器；通带截止频率为2000hz,阻带截止频率为1600hz的高通滤波器；截止频率Wp1000Hz 2000Hz；阻带截止频率Ws800Hz 2500Hz；的带通滤波器。如图所示,滤波器的设计,可以明显地听到经过低通后声音明显较先前低沉但音量减小，如一、二图所示，低通滤
4、波后信号高频部分明显大幅衰，即信号只剩余低音部分；经过高通滤波后声音较原始信号刺耳但音量减小，如一、三图所示，高通滤波后信号低频部分明显大幅衰，剩下高频部分，即信号只剩余高音部分；经过带通滤波后声音较原始信号无明显区别但音量明显减小，如一、四图所示，带通滤波后信号低频和高频部分明显大幅衰，剩下中频部分，即信号只剩余中音部分,滤波器的设计,加载噪音信号,考虑到国际标准人声的频率范围在300Hz3400Hz，且根据采样定理Ws2Wm,又因为fs=8000,于是给原始语音信号加入频率为3800hz的正弦高频噪声。如图所示，为加入高频噪声后的信号时域波形和频谱图。由图可以看出，加入信号后的时域波形明显
5、幅度加大，使用wavplay函数播放也可明显听到明显滴声，从频谱图中也可看到，较原信号而言，加噪声后频谱在3800hz和-3800hz处增加了一高峰。,对噪音信号滤波,设计阻带截止频率为3600，通带截止频率为3400的切比雪夫低通计滤波器将高频噪声滤除。所得信号时域波形及频谱图如上图所示,总结和心得体会,刚开始时对fft函数的本质不是很了解，导致画出的波形有一半是人声无法发出的高频。才发现这部分看起来是高频的成分实际是-w。因为直接用fft得出的数据与频率不是对应的，由于fftshift可以将fft的直流分量移到频谱中心，即让正半轴部分和负半轴部分的图像分别关于各自的中心对称。故再使用fftshift对fft进行变换。,谢谢！,
