《基于MATLAB的语音信号录制采集和窗函数法滤波器设计》.docVIP

郑州轻工业学院 课程设计说明书 题目：基于MATLAB的语音信号录制采集和窗函数法滤波器设计 姓 名：院 （系）：专业班级：学 号：指导教师：成 绩：时间：2014年6月09日至 2014年6月13日摘 要 随着计算机和信息科学的飞速发展，数字信号处理逐渐发展成为一门独立的学科，成为信息科学的重要组成部分，在语音处理、雷达、图像处理、通信、生物医学工程等众多领域中得到广泛应用。Matlab语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，Matlab功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的。特别是Matlab还具有信号分析工具箱，不需具备很强的编程能力，就可以很方便地进行信号分析、处理和设计频谱分析 目 录 摘 要 I 绪 论 1 1 课程设计方案提出 2 1.1 设计要求 2 1.2 设计方案 2 2.1 语音信号的录制 3 2.2 语音信号的时域分析 4 2.3 语音信号加噪和频谱分析 6 3 滤波器的选择 7 3.1 滤波器的基本概念 73.1.1 滤波器的功能 73.1.2 四种基本的滤波器 7 3.2 数字滤波器的基本知识 8 3.2.1 FIR数字滤波器 8 3.2.2 IIR数字滤波器 9 3.3 数字滤波器的选取 9 心得体会 10 致 谢 10 参考文献 12绪 论 MATLAB是matrixlaboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室），是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域 。在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入方面，可以直接向Excel和HDF5进行连接。1 课程设计方案提出 1.1 设计要求 要求录制一段自己的语音信号后，在MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图；对所采集的信号加入干扰噪声，对加入噪声进行播放，并进行时域和频谱分析；对比及早前后的时域图和频谱图，分析讨论采用什么的滤波器进行滤除噪声。 1.2 设计方案图1.1 语音信号录制流程图 首先，录制一段语音信号（如图1.1）；然后，利用MATLAB中的wavread命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。再将该向量看作一个普通的信号，对其进行FFT变换实现频谱分析PC 机上的声卡和WINDOWS 操作系统可以进行数字信号的采集。将话筒输入计算机的语音输入插口上,启动录音机。按下录音按钮,接着对话筒说话“语音信号处理”,说完后停止录音,屏幕左侧将显示所录声音的长度，点击放音按钮,可以实现所录音的重现。以文件名“shijiebei”保存入D:\ MATLAB \ work 中。文件存储器的后缀默认为. wav ,这是WINDOWS 操作系统规定的声音文件存的标准。具体操作如下： a.打开 开始/程序/附件/娱乐/录音机（如图2.1）;图2.1b.用windows media player播放一首音乐并用MIC对着耳机录音或自已说话录音（按键），到10秒时停止（按键）（如图2.2）；图2.2c.将录制文件加存为D:/MATLAB7/work中，文件名为shijiebei.wav（如图2.2、图2.3）；图2.32.2 语音信号的时域分析 在MATLAB软件平台下，利用MATLAB中的wavread”命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。Wavread 函数几种调用格式。 （1）y=wavread（file）；读取file所规定的wav文件，返回采样值放在向量y中。 （2）[y,fs,nbits]=wavread(file) ；采样值放在向量y中，fs表示采样频率（hz），nbits表示采样位数。 （3）y=wavread（file，N）；读取钱N点的采样值放在向量y中。 （4）y=