对语音信号AM调制

使用DFT对语音信号进行压缩处理

学生姓名：XXX

学号：XXXXX 指导老师：XXXXX

摘要：本文要解决的问题是如何对音频文件（本文仅研究了wav格式的文件）进行微失真

压缩，文中使用DFT算法将对音频信号中部分对声音影响较小的部分给去除，以实现音频压缩的目的。

关键词：DFT，音频压缩。 1．DFT原理：

对于一个有限长信号，我们可以使用DTFT算法得到其频谱，但是一个有限长的信号，其频谱都是无限长的：

但是对于人耳而言，能听到的频率在10Hz到44，1KHz之间，这样频谱中大部分的成分都是不需要的，而且对于计算机而言，无法模拟出一段连续的频谱。这时候我们只能对频谱进行采样，在保证最大程度不失真的程度上模拟出频谱，但是对频谱进行采样后，对得到的频谱信号进行IDTFT，得到的语音信号被周期话，成为一个无限长的序列，这样计算机还是无法模拟。

DFT算法就很好的解决了这个问题，时域中的N点序列x[n]的DFT定义为：

N?1?j2?NnkX[k]??x[n]en?0，k=0,1,…N-1

一个有限长信号序列，通过DFT变换后得到的频谱为：

由上式可知n个点的DFT仍是n点，这时候我们可以对得到的频谱序列进行裁剪，搬移等操作，得到我们

27483语音信号处理大纲

南京理工大学编 （高纲号 0553）

Ⅰ、课程性质与设置目的要求

“语音与图象信号处理”是江苏省高等教育自学考试电子工程专业的必修课，是为了培养和检验自学应考者信号处理的基本知识和基本技能而设置的一门专业课程，本课程分为两大部分，第一部分是语音信号处理，第二部分是数字图象处理。

语音信号处理是一门比较实用的电子工程的专业课程，语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。通过语言相互传递信息是人类最重要的基本功能之一。语言是人类特有的功能，它是创造和记载几千年人类文明史的根本手段，没有语言就没有今天的人类文明。语音是语言的声学表现，是相互传递信息的最重要的手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。语音中除包含实际发音内容的语言信息外，还包括发音者是谁及喜怒哀乐等各种信息。在人类已构成的通信系统中，语音通信方式早已成为主要的信息传递途径之一，具有最方便和最快捷的特点。语言和语音也是人类进行思维的一种依托，它与人的智力活动密切相关，与文化和社会的进步紧密相连，具有最大的信息容量和最高的智力水平。语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科，它是一门新兴的学科，同时又

◆技术前沿◆

文章编号：１００９－－０９４０（２０１０）－ｍ一∞１２

基于ＭＡＴＬＡＢ

实现对语音信号频谱分析

赵淑敏兰州交通大学电子与信息互程学院麓铡７３００７０

摘

要：语音信号处理技术是语音处理领域中新近发展起来的一个学科分支，ＭＡＴＬＡＢ是一个数据

分析和处理功能十分强大的工程实用软件，运用它来进行语音信号的采集、分析和处理相当便捷。文章介绍了在Ｍａｔｌａｂ环境中如何采集语音信号和语音信号采集后的频谱分析处理．并通过实例分析了语音信号处理的Ｍａｔｔａｂ。

关键字：ＭＡＴＬＡＢ语音信号频谱分析傅里叶变换

一．引言

随着计算机技术和信息技术的发展．语音交互已经成为人机交互的必要手段，而语音信号的采集和处理是人机交互的前提和基础。Ｍａｔｌａｂ是美国Ｍａｔｈ

Ｗｏｒｋｓ

＝．语音信号的采集

Ｗｉｎｄｏｗｓ附件的娱乐中有个录音机程序，通过它可以驱动声片采集．播放和简单处理语音信号。为了清晰的阐明对语音信号进行频谱分析．首先使用Ｗｉｎｄｏｗｓ的录音机功能可以用麦克风直接录制一段女声”世界上最遥远的足巨离不是生与死．而是我就站在你面前你确不知道我爱你”，并保存为ＷＡＶ格式文件．供ＭＡＴＬＡＢ相关函数直接读取．写入或播放。本文以ＷＡＶ格式语音信号作为分析处理的输入数据。

例：在

电子信息工程学院2009级

数 字 信 号 处 理

期中作业

学号:XXXXXXX 姓名:XX.

题目:对录制语音信号的采样和滤波处理. 时间:XX年XX月.

0

电子信息工程学院2009级

一、课题准备

1. 安装所需的软件主要包括MATLAB,语音录制软件(我选择的是WaveCN 2.0.0.5正

式版).安装好后录制一段效果不是很好的语音录制的语音格式选择wav格式.(便于在MATLAB中可以用一个常用的wavread（）函数将语音信号数字化。 2. 查阅相关MATLAB的资料,搜集并记录所需滤波器的算法的调用方法.(在这次课题

中我采用的是巴特沃斯滤波器.) 二、课题目的

1．通过课余的自我的学习MATLAB的使用，加深对书本理论知识的理解，提升自身的实际应用能力；

2．巩固所学的数字信号处理理论知识，让自己对信号的采集、处理、传输、显示和存储等有一个系统 性的掌握和理解；

3．培养自我学习的能力和对相关课程的兴趣； 三、课题内容

录制一段 个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在根据自己给定滤波器的性能指标，采用双线性变换设计滤波器；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤

模拟声音的信号是个连续量，由许多具有不同振幅和频率的正弦波组成。实际声音信号的计算机获取过程就是声音的数字化的处理过程。

声音的模/数转换（ADC），首先需对声波采样，用数字方式记录声音。图中横轴表示时间，纵轴表示振幅，按时间对声波分割从而提取波形的样本。实现这个过程的装置就被称为模/数转换器。

数字化的声音易于用计算机软件处理，现在几乎所有的专业化声音录制、编辑器都是数字方式。对模拟音频数字化过程涉及到音频的采样、量化和编码。

采样和量化的过程可由A/D转换器实现。A/D转换器以固定的频率去采样，即每个周期测量和量化信号一次。经采样和量化后声音信号经编码后就成为数字音频信号，可以将其以文件形式保存在计算机的存储介质中，这样的文件一般称为数字声波文件。

模拟信号的数字化过程

信息论的奠基者香农（Shannon）指出：在一定条件下，用离散的序列可以完全代表一个连续函数，这是采样定理的基本内容。

为实现A/D转换，需要把模拟音频信号波形进行分割，这种方法称为采样(Sampling)。采样的过程是每隔一个时间间隔在模拟声音的波形上取一个幅度值，把时间上的连续信号变成时间上的

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《通信系统原理》

课程设计报告书

课题名称 姓 名

数字信号处理

学 号 院、系、部 专 业 指导教师

信息工程系 自动化

2013年 01月18 日

课题：

语音信号采集与处理

一、实践的目的和要求 课程设计基本要求

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。 课程设计实现

（1）语音信号的采集

利用windows下的录音机或其他软件，录制一段自己的话音，时间控制在1秒左右。然后在MATLAB软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。通过wavread函数的使用，要求理解采样频率、采样位数等概念。

wavread函数调用格式：

y=wavre

武汉理工大学《信息处理课综合训练与设计群》课程设计

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 通信1103 指导教师： 许建霞 工作单位： 信息学院 题 目: 语音信号的盲分离 初始条件：Matlab软件、PC机

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

设计任务

根据盲信号分离原理，用matlab采集两路以上的语音信号，选择合适的混合矩阵生成若干混合信号。选取合适的盲信号分离算法（如独立成分分析ICA等）进行训练学习，求出分离矩阵和分离后的语音信号。 设计要求

(1) 用matlab做出采样之后语音信号的时域和频域波形图

(2) 选择合适的混合矩阵，得到混合信号，并做出其时域波形和频谱图

(3) 采用混合声音信号进行训练学习，求出分离矩阵，编写出相应的确matlab代码。

(4) 用求出的分离矩阵从混合信号中分离出原语音信号，并画出各分离信号的时域波形和频谱图。 (5) 对结果进行对比分析。

时间安排：

设 计 内 容

语音信号处理实验讲义

王艳芬 李剑 编

中国矿业大学信电学院

学生实验守则

一、学生进入实验室必须遵守实验室的规章制度，遵守课堂纪律，保持实验室的安静和整洁，爱护实验室的一切设施。

二、实验课前要认真预习实验指导书，写出实验预习报告，并经教师批阅后方可进行实验。

三、实验课中要遵守操作规程，不要带电连接、更改或拆除线路。线路接好后，经指导老师检查后，方可接通电源进行实验。对于软件上机实验，不得随意删改计算机中原有的文件。

四、学生实验前对实验所用仪器设备要了解其操作规程和使用方法，凡因不预习或不按使用方法进行操作而造成仪器设备损坏者，除书面检查外，按学校规定进行赔偿。

五、实验中主意安全，遇到事故应立即关断电源并报告教师检查处理。

六、实验完毕后要做好整理工作，实验数据必须经指导教师签阅后，才能拆除线路，并将仪器、设备、凳子等按规定放好，经同意后方可离开实验室。

七、因故缺课的学生可向实验室申请一次补做机会。无故缺课或无故迟到（15分钟以上）的不予补做，该次实验无成绩；累计三次者，该实验课以不及格论，并不得参加该门理论课程的考试。

八、实验室仪器设备不能擅自搬动调换，更不能擅自带出实验室。

信电学院专业实验中心

二零一一年九月

语音信号非线性分析

【摘要】混沌是指在确定的非线性系统中出现的一种非常复杂的随机现象，近二十年来，混沌理论及其应用的研究引起了国际学术界的广泛关注，成为一个研究热点。本文介绍了基于混沌理论的语音信号非线性分析。概括语音信号非线性和混沌的依据；描述了语音信号混沌特性参量，包括Lyapunov指数和分形维；讨论运用Takens 嵌入定理于语音信号相空间重构时的研究议题，包括嵌入维数、时间延迟、噪声及滤波影响、预测时间及数据长度要求等。

【关键词】语音信号非线性混沌lyapunov指数

1 混沌学的发展

混沌是上世纪最重要的科学发现之一，被誉为继相对论和量子力学后的第三次物理学革命，它打破了确定性与随机性之间不可逾越的分界线，将经典力学研究推进到一个崭新的时代。

1963年，美国气象学家E.Lorenz在《大气科学》杂志上发表了“决定性的非周期流”的文章，指出在确定的气象预测数学模型中存在混沌现象，描述了混沌对“初始条件的敏感性”这一基本性态，即著名的“蝴蝶效应”，发现了混沌现象的第一个奇怪吸引子——Lorenz 吸引子[1]，Lorenz也因此成为“混沌学之父”。

1975年，正在美国马里兰大学攻读博士学位的华人李天岩和他的导师J.Yorke联名发表了一篇震

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《通信系统原理》

课程设计报告书

课题名称 姓 名

数字信号处理

学 号 院、系、部 专 业 指导教师

信息工程系 自动化

2013年 01月18 日

课题：

语音信号采集与处理

一、实践的目的和要求 课程设计基本要求

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。 课程设计实现

（1）语音信号的采集

利用windows下的录音机或其他软件，录制一段自己的话音，时间控制在1秒左右。然后在MATLAB软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。通过wavread函数的使用，要求理解采样频率、采样位数等概念。

wavread函数调用格式：

y=wavre