语音信号处理论文

吉林工程技术师范学院课程设计论文

第一章 绪论

1.1选题目的、意义

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。同时，语言也是人与机器之间进行通信的重要工具，它是一种理想的人机通信方式，因而可为计算机、自动化系统等建立良好的人机交互环境，进一步推动计算机和其他智能机器的应用，提高社会的信息化和自动化程度。

语音信号处理是一门新兴的学科，同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉学科。虽然从事这一领域研究的人员主要来自信号与信息处理及计算机应用等学科，但是它与语音学、语言学、声学、认知科学、生理学、心理学等许多学科也有非常密切的联系。 语音信号处理技术的应用极其广泛，涉及工业、军事、交通、医学、民用等各个领域，其中最重要的包括语音编码、语音合成、语音识别以及语音增强等。

1.2设计要求

本次课程设计是用MATLAB对含噪的语音信号同时在时域和频域进行滤波处理和分析，

在MATLAB应用软件下设计一个简单易用的图形用户界面（GUI），来解决一般应用条件下的各种语音信

摘 要

语音信号处理属于信息科学的一个重要分支，大规模集成技术的高度发展和计算机技术的飞速前进，推动了这一技术的发展。在数字音频技术和多媒体技术迅速发展的今天，传统的磁带语音录放系统因体积大、使用不便、放音不清晰而受到了巨大挑战。本课题组提出的体积小巧，功耗低的数字化语音存储与回放系统，可以有效的解决传统的语音录放系统在电子与信息处理的使用中受到的限制。

本文提出了以SST89E554RC芯片为核心的单片机小系统，用它来实现整个数字化语音存储与回放系统的逻辑控制。单片机将通过模数转换器A/D转换的数字信号送入外部存储器中，在回放时，单片机再从存储器中读出，送到数模转换器D/A转换成模拟信号输出。系统采用了键盘选择压缩方式，在字符型显示器上显示，并可实现实时语音存储与回放，性能稳定，并且界面友好。多次的测试实验表明，本系统基本满足设计要求。

文中重点讨论了小系统的设计过程、硬件流程和软件的调试问题，研究了采用DPCM编码方式以解决因存储空间不够而引起的存储时间不够的问题。

关键字：单片机小系统；外部中断；A/D转换；D/A转换；IAP；DPCM

I

Abstract

Voice processing is an important bran

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

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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

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

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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

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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

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

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。

Matlab语音信号处理

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，它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化，使人机交互更加便捷。信号处理是Matlab重要应用的领域之一。

本设计通过下载一段语音，对其进行了时域分析，频谱分析,分析语音信号的特性。并应用matlab 平台对语音信号除去噪声，进一步设计三种滤波器即高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器，基于洪泽三种滤波器设计原理，用窗函数法设计出这三种滤波器，然后含加噪的语音信号进行滤波处理。最后对比滤波前后的语音信号的时域和频域特性，回放含噪语音信号和去噪语音信号，对比研究了IIR滤波器和FIR滤波器在信号处理尤其是信号滤波去噪方面的特性