简单语音处理系统设计.docVIP

山 东 轻 工 业 学 院 课 程 设 计 任 务 书 学院 电子信息与控制工程学院 专业 通信工程 姓名 王光龙 班级 通信09-1 学号200902041017 题目 简单语音处理系统设计 主要内容： 在一个正常的听觉过程中，声波从外耳经由中耳到达耳蜗，在那里声信号被转换成电脉冲并传向大脑。大多数的严重听力损伤病例都有耳蜗声电转换功能损坏这一问题存在。人工耳蜗起到了模拟和替代从外耳到内耳的整体听觉功能的作用。语音信号处理器就是人工耳蜗的大脑。 了解人工耳蜗中语音信号处理的原理，综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，模拟人工耳蜗中语音信号处理的过程对语音信号进行处理，从而加深对所学知识的理解，建立概念。录制一段语音信号，确定采样频率；画出采样得到信号的时域波形和频谱图；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法（或等波纹最佳逼近法）、双线性变换法或其他设计方法设计一组滤波器，画出滤波器的频率响应；然后用设计的一组滤波器对采集的信号进行滤波，放大（放大倍数由增益确定），检测各路信号时域包络；然后将各路信号通过一定的方式叠加在一起，合成原信号，绘制时域波形，频谱，并进行回放。 基本要求 （1）掌握数字信号处理的基本概念、基本原理和基本方法；掌握DFT对模拟信号进行频谱分析的方法；确定系统的采样频率；掌握windows环境下进行语音信号采集数据的方法；（2）掌握设计FIR和IIR数字滤波器的方法；FDATool工具的应用；（3）设计出系统模块图，记录仿真结果；（4）对结果进行分析，写出设计报告。 主要参考资料 [1]高西全，丁玉美. 数字信号处理(第三版). 西安电子科技大学出版社. 2009.01 [2]A.V.奥本海姆，R.W.谢弗. 离散时间数字信号处理.(第二版) . [3]胡广书. 数字信号处理. 清华大学出版社. [4]语音信号处理方面、人工耳蜗方面的参考资料 完成期限：自 2012 年 6 月 28 日至 2010 年 7 月 13 日 指导教师： 张凯丽 教研室主任： 孙宝江 摘 要 数字信号处理是一门以算法为核心、理论和实践性较强的学科。是通信工程专业的一门重要的专业基础课。为了巩固所学的数字信号处理理论知识， 理解信号的采集、处理、传输、显示和存储过程以及培养运用专业基础知识，解决实际工程技术问题的能力，本次课程设计要求设计一个基于MATLAB 的语音处理系统以实现对语音信号的滤波。滤波器按频率划分有低通、高通、带通、带阻、全通等类型。经过滤波器处理后，不仅滤除掉了原信号的部分频率分量，原信号的幅度也会有所衰减，通过对滤波前后各波形的比较，能更清楚的发现滤波器能滤除掉阻带内的频率分量而保留通带内的频率分量的作用。在这次设计中采用了双线性变换法和窗函数法两种方法设计滤波器，用这两种方法设计的滤波器又分别采用了高通、低通、带通三种频率特性实现，从横向上和纵向上都可以进行对比，表现出各种滤波器的不同特性。 关键词 数字信号处理 滤波器 双线性变换法 窗函数法 目 录 1 绪论 1 2 设计目的及要求 1 2.1 课程设计目的 1 2.2 课程设计基本要求 1 3 课程设计的内容 2 3.1 语音信号的采集 2 3.2 语音信号的频谱分析 2 3.3 设计数字滤波器和画出其频率响应 2 3.4 用滤波器对信号进行滤波 2 3.5 比较滤波前后语音信号的波形及频谱 2 3.6 回放语音信号 2 3.7 设计系统界面 2 3.8 运行结果和分析 9 总 结 21 参 考 文 献 23 1 绪论 数字信号处理（digital signal processing,DSP）是从20世纪60年代以来，随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。它的重要性日益在各个领域的应用中表现出来。简言之，数字信号处理是把信号用数字或符号表示的序列，通过计算机或通用（专用）信号处理设备，用数字的数值计算方法处理（例如滤波、变换、压缩、增强、估计、识别等），以达到提取有用信息便于应用的目的。数字信号处理的应用包括滤波与变换、通信、语音、语言、图像、图形、消费电子、仪器、工业控制与自动化、医疗、军事等。其发展方向也是多方面的，包括数字汇聚、远程会议系统、融合网络、数字图书馆、图像与文本合一的信息检索业务、多媒体通信、个人信息终端等。在本次设计中，就以设计一个数字滤波器系统为目的。 2 设计目的及要求 2.1 课程设计目的 （1） 巩固所学的数字信号处理