用matlab对语音信号进行处理课程设计

Matlab课程设计报告

题目:基于MATLAB有噪声语音信号处理

系 （院）： 计算机与信息工程学院 专 业： 通信工程 班 级：

简介：

我们通信工程专业在实践中经常碰到需要对已接收信号进行处理的情况，而滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位。本课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现，综合运用数字信号处理的理论知识对加噪语音信号进行时域、频域分析和滤波。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。在设计实现的过程中，我们使用双线性变换法设计IIR数字滤波器，对模拟加噪语音信号进行低通滤波、高通滤波及带通滤波，并利用MATLAB作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。

1 绪论：

数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的。数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。本课题采用IIR滤波器对加噪声音信号进行处理。

IIR滤波器采用递归型结构，即结构

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

数字信号处理课程设计

题目： 基于matlab的语音信号滤波处理 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名：

指导教师：

摘要

本课程设计旨在熟悉在Windows环境下语音信号采集的方法，掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法，掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法并且学会用MATLAB对信号进行分析和处理。

课题的制作过程中，首先对语音信号进行采集和频谱分析，然后再分别用低通、高通和带通三种滤波器进行滤波处理，最后回放语音信号。

语音信号经过滤波器滤波处理后，杂音有所减少，效果变的更好。

目录

实验内容： ................................................................................... .4

一、语音信号的采集 ............................................ .........................4 二、语音信号的频谱分析 ........

数字信号处理课程设计

题目： 基于matlab的语音信号滤波处理 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名：

指导教师：

摘要

本课程设计旨在熟悉在Windows环境下语音信号采集的方法，掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法，掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法并且学会用MATLAB对信号进行分析和处理。

课题的制作过程中，首先对语音信号进行采集和频谱分析，然后再分别用低通、高通和带通三种滤波器进行滤波处理，最后回放语音信号。

语音信号经过滤波器滤波处理后，杂音有所减少，效果变的更好。

目录

实验内容： ................................................................................... .4

一、语音信号的采集 ............................................ .........................4 二、语音信号的频谱分析 ........

DSP 课 程 设 计

语

音 信 号 处 理

学院：

班级： 学号：

学生姓名：

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。

数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。[1]

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。[2]

这次课程设计虽然遇到了很多问题，很多困难，但是也学到了很多东西。不仅学到了书本上的东西，而且学到了很多课本上没有的东西，很多程序里的东西，特别是程序语法，总是有错误，但是总是不知道错在哪里，在细心的检查下，终于找出了错误和警告，排除困难后，程序编译就通过了，心里终于舒了一口气。还有各种各样问题，通过查网络和请教同学来弄明白，这个过程是痛苦的，有时候有些问题不能马上解决，感到很头痛，真想放弃这个问题，但是坚持下来，并且解决这些问题的时候，真的有种苦尽甘来的感觉。

应用MATLAB进行语音信号的处理是与我们所学课程及专业紧密相连的，有着很强的实践性。做这个课程设计的时候，并不是非常的顺利，我也有遇到很多困难。刚开始，我用自己的mp3录制的一个wav文件做语音信号处理，程序始终现实如下错误提示：

??? Error using ==> wavread Error using ==> wavread

Data compression format (IMA ADPCM) is not supported.

我在查阅了很多资料，在网上也查阅相关信息，花费了大量时间也没找出结果，最后发现在WAV格式的语音文件有两种格式，即PCM格式和IMA ADP

DSP 课 程 设 计

语

音 信 号 处 理

学院：

班级： 学号：

学生姓名：

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。

数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。[1]

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。[2]

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

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