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仲恺农业工程学院课程考查报告书 《数字信号处理》课程考查 院 系：自动化学院 题 目：基于MATLAB 的语音信号的采集分析和处理 专 业 班 别：自动化 （工业自动化） 144 姓 名：黄国盛 学 号：201421714406 提 交 日期：2016年12 月7 日 目 录 1. 设计任务与要求……………………………………………………………………… 3 2. 语音信号的采集……………………………………………………………………… 3 3. 语音信号的分析……………………………………………………………………… 3 3.1 实现程序代码…………………………………………………………………… 3 3.2 波形图…………………………………………………………………………… 4 4. 语音信号加高频余弦噪声…………………………………………………………… 6 4.1 实现程序代码…………………………………………………………………… 6 4.2 波形图…………………………………………………………………………… 7 5. 双线性变换法设计巴特沃兹模拟低通滤波器……………………………………… 8 5.1 实现程序代码…………………………………………………………………… 8 5.2 波形图…………………………………………………………………………… 10 6. 窗函数法 （门限法）设计模拟滤波器……………………………………………… 11 6.1 实现程序代码…………………………………………………………………… 11 6.2 波形图…………………………………………………………………………… 12 7. 经验体会……………………………………………………………………………… 14 8. 参考文献……………………………………………………………………………… 15 1 引言 语音具有成为声学特征的物理特质，基本的组成单位是音素。音素是发出各不相同音的 最小单位，可以将音素分为浊音和清音两大类。如果把不存在语音而只有背景噪声的情况称 为无声时,音素又可以分为无声、浊音和清音三类。一个音节由元音和辅音构成。元音在音节 中占主要部分。所有元音都是浊音。语音信号处理的目的有两个：一个是要通过处理得到一 些反应语音信号重要特征的语音参数，以便高效地传输或储存语音信号信息；另一个是要通 过处理某种运算以达到某种用途的要求，例如人工合成出语音、辨识出讲话者、识别出讲话 的内容等。 数字信号处理的主要研究对象是语音信号和图像信号,语音信号的研究可以从时域和频 域两个方面来进行。其中时域的分析处理有两种方法:一种是进行语音信号分析,这属于线性 处理的范畴;另一种是生成和变换成各种调制信号,这属于非线性的范畴,主要是对信号平均 累加器的动态范围进行压缩扩张,用门限方法对噪声的抑制。对频域分析处理,即对信号的频 率特性在频谱中加以分析研究,这拓展了信号分析的范围,是对不确定信号分析的主要方法。 在实际应用中,信号的时域频分析经常同时进行。 在语音信号处理上，傅里叶变换一直起着主要作用。稳态的语音生成模型有线性系统组 成，系统输入为随时间作周期变化或随机变化时，系统输出的频谱则反应了激励与声道频率 响应特性。MATLAB语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件,它可以将声 音文件变换为离散的数据文件,然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据,如数字滤波、傅里 叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等,信号处理是MATLAB重要应用的领 域之一。本文是用MATLAB对含噪的的语音信号同时在时域和频域进行滤波处理和分析。整个 设计思路的设计原理示意图如图所示。 2 基于MATLAB的语音信号的采集分析和处理 （Matlab R2015b） 1.设计任务与要求 用MATLAB对语音进行分析和处理，包括: （1）语音信号的采集。 （2）语音信号的频谱分析。 （3）语音信号的加杂和滤波处理。 2.语音信号的采集 通