基于MATLAB的语音信号分析与处理的实验报告

数字信号处理设计报告 题目：基于Matlab的语音信号处理

系别信息工程学院

专业班级通信工程1342

学生姓名范泉

指导教师 吉李满

提交日期 2016年6月 10日

摘 要

数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）等。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。

本设计的具体内容是基于MATLAB的语音信号处理，核心算法是离散傅立叶变换(DFT)，是DFT使信号在数字域和频域都实现了离散化，从而可以用通用计算机处理离散信号。然后添加噪声信号，选用合适的滤波器对噪声信号进行滤除，使数字信号处理从理论走向实用。

MATLAB功能强大，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

上海商学院毕业设计（论文）报告纸

毕业论文

（2011届大学本科）

题 目： 基于MATLAB的声音信号分析处理研究

学 院： 信息与计算机学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 071 姓 名： 葛小乐 学 号： 07103040106 主指导教师： 刘富强

2011年 4月 20 日

教务处印制

上海商学院毕业设计（论文）报告纸

声 明

本人郑重声明所呈交的论文是我个人在指导老师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果，不存在任何剽窃、抄袭他人学术成果的现象。我同意（ ）/不同意（ ）本论文作

实验一 语音信号的端点检测

一、实验目的

1、掌握短时能量的求解方法 2、掌握短时平均过零率的求解方法

3、掌握利用短时平均过零率和短时能量等特征，对输入的语音信号进行端点检测。

二、仪器设备 HP计算机、Matlab软件

三、实验原理 3.1、短时能量

3.1.1、原理：语音信号能量随时间有相当大的变化，特别是清音段的能量一般比浊音段的小得多。 语音信号的短时能量定义：

xw(n)?w(n)?x(n)0?m?N?1

0?n?N?1?1w(n)?? 其它?0

n?N?1 2En??xw(m) m?n

3.1.2、短时能量序列反映了语音振幅或能量随着时间缓慢变化的规律。从原始语音信号图中可以看到语音信号幅度随时间有相当大的变化，特别是清音段的幅度一般比浊音段的幅度小很多，语音信号的短时能量给出了反映这些幅度变化的一个合适的描述方法。

3.1.3、短时平均幅度函数和能量函数的作用 (1)区分清/浊音。

En、Mn大，对应浊音； En、Mn小，对应清音。其中Mn是短时幅度差。 (2)在信噪比高的情况下，能进行有声/无声判决。 无声时，背景噪声的En、Mn小；

有声时，En、Mn显著增大。判决时可设置一个门限。

山东建筑大学实验报告

学院： 信息与电气工程 班级：通信 姓名： 学号：

课程： 语音信号处理 实验日期：2012年 月 日 成绩：

实验一 基于 MATLAB 的语音信号时域特征分析 操作： 报告：

一. 实验目的

语音信号是一种非平稳的时变信号，它携带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在与方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法，其中时域分析是最简单的方法，直接对语音信号的时域波形进行分析，提取的特征参数主要有语音的短时能量，短时平均过零率，短时自相关函数等。

本实验要求掌握时域特征分析原理，并利用已学知识，编写程序求解语音信号的短时过零率、短时能量、 短时自相关特征，分析实验结果，并能掌握借助时域分析方法所求得的参数分析语音信号的基音周期及共振峰。 二. 实验内容

1.窗口的选择

通过对

基于MATLAB的语音信号检测分析及处理

第一章 绪论

Matlab是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括Matlab和Simulink两大部分。

1.1 Matlab简介

MATLAB是英文MATrix LABoratory（矩阵实验室）的缩写。早期的MATLAB是用FORTRAN语言编写的，尽管功能十分简单，但作为免费软件，还是吸引了大批使用者。经过几年的校际流传，在John Little。Cleve Moler和Steve Banger合作，于1984年成立MathWorks公司，并正式推出MATLAB第一版版。从这时起，MATLAB的核心采用C语言编写，功能越来越强大，除原有的数值计算功能外，还新增了图形处理功能。

MathWorks公司于1992年推出了具有划时代意义的4.0版；1994年推出了4.2版扩充了4.0版的功能，尤其在图形界面设计方面提供了新方法；1997年春5.0版问世，5.0版支持

课程设计(论文)任务书

软件 学 院 06信息工程 专 业 2006－(1) 班

一、课程设计(论文)题目 基于 MATLAB 的语音信号分析与处理的课程设计

二、课程设计(论文)工作自 2008 年 12 月 29 日起至 2009 年 1 月 2 日止。 三、课程设计(论文) 地点: 信息学院机房 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的:

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，通过理论推导得出相应 结论，再利用 MATLAB 作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建 立概念。

2．课程设计的任务及要求 1）基本要求：

① 学会 MATLAB 的使用，掌握 MATLAB 的程序设计方法。 ② 掌握在 Windows 环境下语音信号采集的方法。 ③ 掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。 ④ 掌握 MATLAB 设计 FIR 和IIR 数字滤波器的方法。 ⑤ 学会用 MATLAB 对信号进行分析和处理。

2）创新要求：

在基本

课程设计(论文)任务书

软件 学 院 06信息工程 专 业 2006－(1) 班

一、课程设计(论文)题目 基于 MATLAB 的语音信号分析与处理的课程设计

二、课程设计(论文)工作自 2008 年 12 月 29 日起至 2009 年 1 月 2 日止。 三、课程设计(论文) 地点: 信息学院机房 四、课程设计(论文)内容要求： 1．本课程设计的目的:

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，通过理论推导得出相应 结论，再利用 MATLAB 作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建 立概念。

2．课程设计的任务及要求 1）基本要求：

① 学会 MATLAB 的使用，掌握 MATLAB 的程序设计方法。 ② 掌握在 Windows 环境下语音信号采集的方法。 ③ 掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。 ④ 掌握 MATLAB 设计 FIR 和IIR 数字滤波器的方法。 ⑤ 学会用 MATLAB 对信号进行分析和处理。

2）创新要求：

在基本

毕 业 论 文

语音信号分析与处理系统设计

学生姓名 郑国振 学 号 200602305104

指导教师 王敏

系（中心） 专 业

信息工程系

电子信息工程 年 级 2006级

论文答辩日期 2010 年 5 月 20 日

中 国 海 洋 大 学 青 岛 学 院

语音信号分析与处理系统设计

完成日期： 指导教师签字： 答辩小组成员签字：

语音信号分析与处理系统设计

摘要

语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。

Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计

基于MATLAB的语音信号时

域特征分析

指导老师：徐新老师

小组成员：2009301490097 麦薰尹 2009301490079 周颖颖

2009301490076 曾雪妮

2009301490068 杨林峰

一.实验要求

1 以波形和短时频谱的形式表示一个语音片段

2 用matlab 产生一个声谱图，然后将它和matlab中的 specgram.m文件进行比较以保证正确性

3对语音信号的时域波形进行分析，提取的特征参数主要有语音的短时能量，短时平均过零率，短时平均幅度，短时自相关函数等。

4*根据语音特征区分浊音和清音 语音分割，应用端点检测并给出简要结果比较

二． 实验结果与分析

1. 用wavread ( ) 函数加载一段语音信号，对其进行加窗处理，由于矩形窗的主瓣宽度小

（4*pi/N），具有较高的频率分辨率，旁瓣峰值大（-13.3dB），会导致泄漏现象；汉明窗的主瓣宽8*pi/N，旁瓣峰值低（-42.7dB），可以有效的克服泄漏现象，具有更平滑的低通

安徽建筑大学

毕 业 设 计 (论 文)

专 业 通信工程 课 题 基于MATLAB的语音信号的分析与处理 基于正交试验的特征选择方法的研究与实现

2013年 6月 1日

摘要

如何从较多的语音情感特征因素中实现最优化是情感识别过程中的重要环节。而正交实验设计就是研究多因素多水平一种设计方法，它是根据从全面实验中挑选出部分有代表性的点进行实验。正交实验设计又称正交设计或多因素优选设计，是一种合理安排、科学分析各实验因素的一种有效的数理统计方法。它是在实践经验和理论认识的基础上，借助一种规格化的“正交表”，从众多的实验条件中确定出若干个代表性较强的实验条件，科学地安排实验，然后对实验结果进行综合比较，统计分析，探求各因素水平最佳组合，从而得到最优或较优实验方案的一种实验设计方法。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 本文介绍分析了正交试验设计的基本思想原理，和对数据的分析方法。然后对提取的15个语音情感特征因素进行实例应用，即利用正交试验设计找出最优组合，