数字信号处理终期报告改

《数字信号处理B》课程项目

实施报告

题目： 设计数字音效处理器 组号： 20 任课教师： 方勇 联系方式： 18302165260

二零一五年十月十九日

一、项目实施方案 ........................................................................................................................... 3

㈠项目要求 ............................................................................................................................... 3 ㈡设计思想 ............................................................................................................................... 3 ㈢设计指标 ............................................................................................................................... 4 ㈣实现方式 ............................................................................................................................... 5 一． 系统设计及可行性分析 ......................................................................................................... 5

㈠人机交互界面 ....................................................................................................................... 5

（1）.设计步骤 ................................................................................................................ 5 （2）.设计过程及内容 .................................................................................................... 6

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（3）.人机交互界面 ........................................................................................................ 6 ㈡语音识别 ............................................................................................................................... 6

⑴原理 ............................................................................................................................... 6 ⑵主要代码 ....................................................................................................................... 8 ⑶测试过程 ....................................................................................................................... 8 ⑷结果分析 ....................................................................................................................... 9 ㈢降噪....................................................................................................................................... 9

3.1 小波与谱减法降噪 .................................................................................................... 9 3.2功频降噪 ................................................................................................................... 12 3.3环境降噪 ................................................................................................................... 13 ㈣音频特效 ............................................................................................................................. 15

4.1.倒序播放 ................................................................................................................... 15 4.2变声小黄人 ............................................................................................................... 16 4.3数字均衡器 ............................................................................................................... 16

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一、项目实施方案

㈠项目要求

设计一个数字音效处理器，能够实现语音信号的各种音效处理。 （1）输入语音信号源为实际环境采集语音；

（2）至少实现3种音效处理功能（其中至少包含下述2种功能：1、项目组5人的语音识别；2、10秒以上的实际语音至少；3、3种类型噪声的降除）； （3）用人机交互界面操控、扬声器/耳机输出音效。

㈡设计思想

通过MATLAB软件我们可以方便地进行音频信号的处理，利用离散付里叶变换及其反变换进行频谱分析；音频信号采样后通过对时域信号和频域采样频率的处理等方法，做出各种音效效果。另外，利用MATLAB可减少工作量，节约时间，加深理解，同样可以培养应用能力。同时，人机交互界面可以由MATLAB内的GUI实现

框图如下：

人机交互界面 语 音 识别 加噪 语音特效 录音 识别 与 防伪

降噪 时域图白噪声功频噪声环境噪声倒序播放变声小黄人数字均衡器 3

1.使用MATLAB软件，利用库里的函数和功能，使得人机交互界面制作比较简单，也方便录音和对音频信号进行处理。 2 .设计数字滤波器组，对语音信号进行降噪处理，并对降噪前后的语音信号进行时域和频域的分析。

3. 通过对音频信号的时域采样和频域处理，设计各种音频特效，如：变声器，倒序播放。

㈢设计指标

1、外界声音的采集及简单处理

利用MATLAB自带录音功能，按下开始录音按钮，对外界声音进行采集。要保存文件时,利用了计算机上的A/D转换器,把模拟的声音信号变成了离散的量化了的数字信号，录音完成后保存为wav.文件。在MATLAB软件平台下利用函数

wavread对语音信号进行读取,得到了声音数据变量。

为了更方便的进行实时音效处理，我们添加了实时录音功能并直接对录音采样完的数据进行音频处理，这样音频处理的效率更高。

然后对语音信号进行频谱分析,在MATLAB中首先画出语音信号的时域波形;然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性，分析基频。这样方便和之后处理后的时域波形和频域波形进行比较，从而从时域和频域特性上看到音频信号的变化，语音处理的效果。

2、对采集的声音进行音效处理

我们项目小组实现下列各项音效处理效果： ①实现项目组5人的语音识别；

②实现3种类型噪声的降除,包括白噪声、功频噪声和环境噪声； ③实现倒序播放； ④实现变声小黄人 ⑤实现数字均衡器等

测试方法：在MATLAB中首先画出语音信号的时域波形;然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性。将处理前后的时域波形和频域波形进行比

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较，分析其在形状，数值上面的差异，结合音效变换的原理，判断功能是否实现。同时使用audioplayer函数对音频进行回放，方便直观的比较音效变换结果是否与预期相符，如果相差太多，则继续修改代码或者参数。

㈣实现方式

利用MATLAB编程实现音频信号处理并分析处理后的音频时域频域特性，比较处理前后音频播放效果。利用MATLAB中GUI实现人机交互界面的设计。

一． 系统设计及可行性分析

㈠人机交互界面

GUIDE相当于一个控制面板，从中可以调用各种设计工具以辅助完成界面设计任务，例如控件的创建和布局、控件属性的编辑和菜单设计等。

（1）.设计步骤

①将所需控件从控件面板拖拽到GUIDE的设计区域；

②利用工具条中的工具（或相应的菜单和现场菜单），快速完成界面布局； ③设置控件的属性。尤其是tag属性，它是控件在程序内部的唯一标识； ④如果需要，打开菜单编辑器为界面添加菜单或现场菜单；

⑤保存设计。GUIDE默认把GUI程序保存为两个同名文件：一个是.fig文件，

用来保存窗体布局和所有控件的界面信息；一个是m文件，该文件的初始内容是GUIDE自动产生的程序框架，其中包括了各个控件回调函数的定义。该m文件与一般的M文件没有本质区别，但是鉴于它的特殊性，MATALAB把这类文件统称为GUI-M文件。保存完后GUI-M文件自动在编辑调试器中打开以供编辑。

⑥为每个回调函数添加代码以实现GUI程序的具体功能。这一步与一般函数文

件的编辑调试过程相同。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/y7c2.html