本文格式為Word版，下載可任意編輯——語音信號的分析(五篇)范文為教學中作為模范的文章，也往往用來指寫作的模板。往往用于文秘寫作的參考，也可以作為演講材料編寫前的參考。寫范文的時候需要注意什么呢？有哪些格式需要注意呢？以下是我為大家搜集的優質范文，僅供參考，一起來看看吧

語音信號的分析篇一

fs=100;

dt=1/fs;

n=0:n-1;

f1=15;

f2=18;

xn1=sin(2*pi*f1*t)+2*sin(2*pi*f2*t);y=fft(xn1,n);

mag=abs(y);

pha=angle(y);

f=n*fs/n;

subplot(121);

plot(f,mag);

%title('xk');

subplot(122);

plot(f,pha);

%title('k');

語音信號的分析篇二

試驗一語音信號分析與處理

學號姓名注：1）此次試驗作為《數字信號處理》課程試驗成績的重要依據，請同學們認真、獨立完成，不得抄襲。

2）請在授課教師規定的時間內完成；

3）完成作業后，請以word格式保存，文件名為：學號+姓名

4）請通讀全文，依據第2及第3兩部分內容，認真填寫第4部分所需的試驗數據，并給出程序內容。

1.試驗目的(1)學會matlab的使用，把握matlab的程序設計方法

(2)把握在windows環境下語音信號采集的方法

(3)把握matlab設計fir和iir濾波器的方法及應用

(4)學會用matlab對語音信號的分析與處理方法

2.試驗內容

錄制一段自己的語音信號，對錄制的語音信號進行采樣，畫出采樣后語音信號的時域波形和頻譜圖，確定語音信號的頻帶范圍；使用matlab產生白噪聲信號模擬語音信號在處理過程中的加性噪聲并與語音信號進行疊加，畫出受污染語音信號的時域波形和頻譜圖；采用雙線性法設計出iir濾波器和窗函數法設計出fir濾波器，畫出濾波器的頻響特性圖；用自己設計的這兩種濾波器分別對受污染的語音信號進行濾波，畫出濾波后語音信號的時域波形和頻譜圖；對濾波前后的語音信號進行時域波形和頻譜圖的對比，分析信號的變化；回放語音信號，感覺與原始語音的不同。

3.試驗步驟

1）語音信號的采集與回放

利用windous下的錄音機或其他軟件錄制一段自己的語音（規定：語音內容為自己的名字，以wav格式保存，），時間控制再2秒之內，利用matlab提供的函數wavread對語音信號進行采樣，提供sound函數對語音信號進行回放。

[y,fs,nbits]=wavread(file),采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率nbits表示采樣位數。wavread的更多用法請使用help命令自行查詢。

2）語音信號的頻譜分析

利用fft函數對信號進行頻譜分析

3）受白噪聲干擾的語音信號的產生與頻譜分析

①白噪聲的產生：

n1=sqrt（方差值）×randn(語音數據長度，2)（其中2表示2列，是由于雙聲道的原因）然后根據語音信號的頻譜范圍讓白噪聲信號通過一個帶通濾波器得到一個帶限的白噪聲信號n2；

帶通濾波器的沖激響應為：

hb（n）=c2

sinc(c2

(n))c1

sinc(c1

(n))其中ωc1為通帶濾波器的下截止頻率，ωc2為通帶濾波器的上截止頻率。其中下截止頻率由每個人的語音信號的最高頻率確定濾波器的長度n由濾波器的過渡帶確定，一般不宜太小（大于1000），α=（n-1）/2；②信號y通過低通濾波器，得到信號為x1

低通濾波器的沖激響應為：

hl(n)c1sinc(c1

(n))其中的ωc1與上面的帶通濾波器的下截止頻率一致，濾波器的長度n也于上面的帶通濾波器一致，α=（n-1）/2

③將n1加上x1得到一個受到噪聲污染的聲音信號

4）據語音信號的頻帶狀況，設計fir和iir兩種濾波器

5）用濾波器對受污染語音信號進行濾波

fir濾波器fftfilt函數對信號進行濾波，iir濾波器用filter函數對信號進行濾波

6）比較濾波前后信號的波形與頻譜

7）回放濾波后的語音信號

4.試驗數據及試驗程序

試驗數據

1）原始語音信號的時域波形和頻譜圖及語音信號的頻帶范圍

2）帶限白噪聲信號的時域波形和幅頻特性

3）受污染語音信號的時域波形和幅頻譜圖

4）濾波器的頻響特性圖

fir濾波器的幅頻響特性圖

iir濾波器的幅頻響特性圖

5）濾波后語音信號的時域波形和頻譜圖

6）濾波前后的語音信號時域波形對比圖和幅頻譜對比圖

7）將試驗的資料的電子文檔交給班長（建立一個文件夾，里面包括：①試驗報告的電子版；②采集的語音信號電子文件；③受污染的語音信號及濾波后的語音信號存在文件名為“姓名+〞文件的文件中）

試驗程序：

1）試驗主程序

2）fir濾波器子程序

3）iir濾波器子程序

語音信號的分析篇三

信號系統課程設計報告

歐陽光亮

2023029020235

語音信號處理與識別

目的：理解時域和頻域尺度變換基本概念，把握信號時頻域分析方法，正確理解采樣定理，確鑿理解濾波器的概念。內容：

（1）使用matlab中wavrecord命令錄制一段3秒的語音信號，使用wavplay命令播放，錄制命令和播放命令中的采樣頻率設置成一致和不同兩種狀況，對觀測到的現象進行分析并結合課本中的知識對該現象進行解釋；（2）使用不同的采樣頻率錄制一段3秒的語音信號，畫出信號的時域波形和頻譜；找到語音信號的主要頻譜成分所在的帶寬；觀測并分析不同采樣頻率對波形和頻譜的影響；尋覓聲音信號不出現明顯失真的最低采樣頻率；（3）錄制一段男生的語音信號和一段女生的語音信號，對兩段音頻信號進行混合，設計濾波器將混合的語音信號分開成單獨的男聲和女聲信號，假使分開效果不好，對原因進行解釋。

matlab命令：wavrecord,wavplay,wavwrite,wavread,save,load,fft,fftshift,filter,plot,subplot,figure.過程:(1)一致：

fs1=16000;

%取樣頻率fs2=16000;

%播放頻率duration=5;

%錄音時間

fprintf('pressanykeytostart%gsecondsofrecording...n',duration);

pause;

fprintf('recording...n');

y=wavrecord(duration*fs1,fs1);

%duration*fs是總的采樣點數

fprintf('finishedrecording.n');

fprintf('pressanykeytoplaytherecording...n');

pause;

wavplay(y,fs2);wavwrite(y,fs1,'e:

不同：

fs1=16000;

%取樣頻率fs2=8000;

%播放頻率duration=5;

%錄音時間

fprintf('pressanykeytostart%gsecondsofrecording...n',duration);

pause;

fprintf('recording...n');

y=wavrecord(duration*fs1,fs1);

%duration*fs是總的采樣點數

fprintf('finishedrecording.n');

fprintf('pressanykeytoplaytherecording...n');

pause;

wavplay(y,fs2);wavwrite(y,fs1,'e:');現象：其次次播放時，聲音明顯失真。

理由：采樣頻率和播放頻率不一樣時聲音信號會失真。（2）

fs1=16000;

%取樣頻率fs2=16000;

%播放頻率duration=5;

%錄音時間

fprintf('pressanykeytostart%gsecondsofrecording...n',duration);

pause;

fprintf('recording...n');

y=wavrecord(duration*fs1,fs1);

%duration*fs是總的采樣點數

fprintf('finishedrecording.n');

fprintf('pressanykeytoplaytherecording...n');

pause;

wavplay(y,fs2);wavwrite(y,fs1,'e:');

wav=wavread('e:');fs=16000;n=length(wav);f=(0:n-1)*16000/n;mag=abs(fft(wav));subplot(2,1,1);plot(wav);subplot(2,1,2);plot(f,mag)

采樣頻率為1600010.5y/幅度0-0.5-101234x/t采樣頻率為16000567x1084600500400y/幅度***400060008000x/f***16000

fs1=8000;

%取樣頻率fs2=8000;

%播放頻率duration=5;

%錄音時間

fprintf('pressanykeytostart%gsecondsofrecording...n',duration);

pause;

fprintf('recording...n');

y=wavrecord(duration*fs1,fs1);

%duration*fs是總的采樣點數

fprintf('finishedrecording.n');

fprintf('pressanykeytoplaytherecording...n');

pause;wavplay(y,fs2);wavwrite(y,fs1,'e:');

wav=wavread('e:');fs=8000;n=length(wav);f=(0:n-1)*16000/n;mag=abs(fft(wav));subplot(2,1,1);plot(wav);subplot(2,1,2);plot(f,mag)wavplay(wav,8000)

采樣頻率為8000hz10.5y/幅度0-0.5-100.511.52x/s采樣頻率為8000hz2.533.5x***0500y/幅度***00x/hz***16000

由圖可知：語音信號的主要頻譜成分所在的帶寬為（0—1200hz），帶寬為1200hz。

當采樣頻率較小時，頻譜圖上顯示帶寬較大，波形較稀松。

最低采樣頻率應為，聲音信號的最高頻率的兩倍，由圖可知為2400hz。（3)女聲：

wav1=wavread('e:');wav2=wavread('e:');wav=wav1+wav2;fp1=800;fp2=1500;fp=[fp1,fp2];fr1=650;fr2=1900;fr=[fr1,fr2];fs=16000;ap=1;as=40;[n,fn]=buttord(fp/(fs/2),fr/(fs/2),ap,as,'z');[b,a]=butter(n,fn);y1=filter(b,a,wav);y=fft(y1);mag=abs(y);n=length(wav);f=(0:n-1)*16000/n;subplot(3,1,1);mag1=abs(fft(wav));plot(f,mag1)subplot(3,1,2);plot(f,mag);subplot(3,1,3);plot(y1);wavplay(y1,16000)

混合400300y/幅度***060008000x/頻率女聲***16000400300y/幅度2023000***00f/hz***160000.20.1y/幅度0-0.1-0.202334x/t567x1084

男聲：

wav1=wavread('e:');wav2=wavread('e:');wav=wav1+wav2;fp1=200;fp2=600;fp=[fp1,fp2];fr1=100;fr2=1000;fr=[fr1,fr2];fs=16000;ap=3;as=40;[n,fn]=buttord(fp/(fs/2),fr/(fs/2),ap,as,'z');[b,a]=butter(n,fn);y1=filter(b,a,wav);y=fft(y1);mag=abs(y);n=length(wav);f=(0:n-1)*16000/n;subplot(3,1,1);mag1=abs(fft(wav));plot(f,mag1)subplot(3,1,2);plot(f,mag);subplot(3,1,3);plot(y1);wavplay(y1,16000)

混合頻譜圖202350y/幅度***30004000x/hz男聲頻譜圖***040y/幅度***8000x/hz男聲時域圖***160000.040.02y/幅度0-0.02-0.0401234x/s567x1084

分開效果不佳，原因：男女聲頻率有好多重疊的地方。

語音信號的分析篇四

摘

要

語音信號處理是研究數字信號處理技術和語音信號進行處理的一門學科，是一門新型的學科，是在多門學科基礎上發展起來的綜合性技術，它涉及到數字信號處理、模式識別、語言學。語音信號處理是研究用數字信號處理技術對語音信號處理的一門學科。處理的目的是要得到一些語音參數以便高效的傳輸或存儲；或者是通過處理的某種運算以達到某種用途的要求。語音信號處理又是一門邊緣學科。如上所訴，它是“語言語音學〞與“數字信號處理〞兩個學科相結合的產物。

語音信號處理屬于信息科學的一個重要分支，大規模集成技術的高度發展和計算機技術的飛速前進，推動了這一技術的發展。在數字音頻技術和多媒體技術迅速發展的今天，傳統的磁帶語音錄放系統因體積大、使用不便、放音不明了而受到了巨大挑戰。本次課程設計提出的體積小巧，功耗低的數字化語音存儲與回放系統，可以有效的解決傳統的語音錄放系統在電子與信息處理的使用中受到的限制。

本文提出了語音信號處理課程建設的試驗環節中的一些考慮，作為專業課程的學習，試驗內容不能僅僅停留在驗證性試驗上，還應增加試驗延伸的設計要求，是學生加深對理論分析認識的同時，強調培養學生的實際動手能力和知識綜合運用能力。從而提高語音信號的教學和試驗的質量。試驗內容采用matlab編程實現，不僅易于語音信號處理的實現，更易引導學生完成試驗延伸的設計。

第一章緒論

1.1選題背景

在我們的現實生活中從磁帶、錄像帶到cd、vcd、dvd；從黑白電視機、彩色電視機、高明了度電視機到具有數字信號處理功能的電視機；從留聲機、錄音機到語音信箱；現在正出在模擬信息到數字信息的變革之中，傳統的磁帶語音錄放系統因其體積大，使用不便，在電子與信息處理的使用中受到大量限制。

雖然，目前廣播電視系統尚未實現真正的數字化，相信在不久的將來，真正的數字電視、數字收音機、數字收錄機將進入家庭。所以，研究音頻信號的數字化存儲、處理和回放系統有著很重要的現實意義。

通過設計語音信號試驗箱可以對語音信號實現各種形式的變換，因此學會對語音信號的處理，也可自行研究將此語音處理技術應用到現實生活中。

1.2課題意義

語音信號處理的一門比較實用的電子工程的專業課程，語音是人類獲取信息的重要來源和利用信息的重要手段，通過語言相互傳遞信息是人類最重要的基本功能之一，語音是人類特有的功能，它是創造和記載幾千年來人類文明史的根本手段，是人類最重要、最有效、最常用和最便利的交換信息的形式。

語音信號處理是研究用數字信號處理技術對語音信號進行處理的一門學科，它是一門新興的學科，同時又是綜合性的多學科領域剛也涉及面很廣的交織學科。

其次章課程設計要求及系統原理

2.1課程設計基本要求

（1）學會matlab的使用，把握matlab的程序設計方法；

（2）把握在windows環境下語音信號的采集方法；

（3）把握數字信號處理的基本概念，基本理論和基本方法；

（4）把握matlab設計方法；

（5）學會用matlab對信號進行分析和處理。

2.2系統基本原理

語音采集原理是，人耳能聽到的聲音是一種范圍為20hz—20khz，而一般語音頻率最高為3.4khz。語音的采集是指語音聲波信號經麥克風和高頻放大器轉換成有一定幅度的模擬量電信號，然后再轉換成數字量的全過程。

本次設計的基本原理是對語音的錄音和放音進行數字化控制。其中，關鍵技術在于：為了增加語音存儲時間，提高存儲器的利用率，采用了非失真壓縮算法對語音信號進行壓縮后再存儲，而在回放時再進行解壓縮；同時，對輸入語音信號進行數字濾波以抑制雜音和干擾，從而確保了語音回放的可靠質量。

通過設計一個gui試驗箱，并添加相應的控制控件，添加一個聲音文件，通過matlab編程，使其通過各種按鈕實現語音信號處理的各種功能，最終做成一個完整的語音信號處理試驗箱。

第三章設計方案論證

3.1設計理論依據

3.1.1采樣定理：

在進行模擬/數字信號的轉換過程中，大于信號中最高頻率fmax的2倍時，則采樣之后的數字信號完整的保存了原始信號中的信號，一般實際應用中保證采樣頻率為信號最高頻率的5—10倍；采樣定理又稱奈奎斯特定理。

3.1.2采樣頻率：

采樣頻率是指計算機每秒鐘采集多少個聲音樣本，是描述聲音文件的音質、音調、衡量聲卡、聲音文件的質量標準。采樣頻率越高，即采樣的間隔時間越短，則在單位時間內計算機得到的聲音樣本數據就越多，對聲音波形的表示也就越確切，采樣頻率與聲音頻率之間有一定的關系，根據奈奎斯特理論，只有采樣頻率高于聲音信號最高頻率的2倍的時候，才能把數字信號表示的聲音還原成為原來的聲音，這就是說采樣頻率是衡量聲卡采集、記錄和還原聲音文件的質量標準。

3.1.3采樣位數與采樣頻率

采樣位數即采樣值或取樣值，用來衡量聲音波動變化的參數，是指聲卡在采集和播放聲音文件時候使用數字聲音信號的二進制為數。采樣頻率是指錄音設備在一秒鐘內對聲音信號的采樣次數，采樣頻率越高聲音的還原就越真實越自然。

采樣位數和采樣頻率對于音頻接口來說是最為重要的兩個基本指標，也是選擇音頻接口的兩個重要標準。無論采樣頻率如何，理論上來說采樣的位數決定了音頻數據最大的力度范圍。每增加一個采樣位數相當于力度范圍增加了6db。采樣位數越多則捕獲到的信號越確切。對于采樣率來說你可以想象它類似于一個照相機。顯然采樣率越高，計算機提取的聲音越多，對于原始的還原也越加確切。

第四章圖形用戶界面設計

4.1圖形用戶界面概念

圖形用戶界面或圖形用戶接口是指采用圖形方式顯示的計算機操作環境由用戶接口。與早期計算機使用的命令行界面相比，圖形界面對于用戶來說更為簡便易用。

gui是matlab提供的圖形用戶界面開發環境，提供了一系列用于創立圖形用戶界面的工具，從而簡化界面布局和編程工作。

4.2用戶界面設計

4.2.1gui設計模板

在matlab主窗口中，選擇file菜單中的new菜單項，再選擇其中的gui命令，就會顯示圖形用戶界面的設計模板。

matlab為gui設計一共準備了四個模板，分別是blankgui、guiwithuicontrols、guiwithaxesandmenu、modalquestiondialog。

當用戶選擇不同的模板時，在gui設計模板界面的右邊就會顯示出與該模板對應的gui圖形。

4.2.2gui設計窗口

在gui設計模板中選中一個模板，然后單擊ok按鈕，就會顯示gui設計窗口，選擇不同的gui設計模式時，在gui設計窗口中顯示的結果是不一樣的。

gui設計窗口由菜單欄、工具欄、空間工具欄以及圖形對象設計區等部分組成。gui設計窗口的菜單欄有file、edit、view、layout、tools和help六個菜單項，使用其中的命令可以完成圖形用戶界面的設計操作。

4.2.3gui設計窗口的基本操作

（1）前面板的設計：在gui設計窗口創立圖形對象后，通過雙擊該對象，就會顯示該對象的屬性編輯器。如下圖所示。例如，創立一個pushbutton對象，并設計該對象的屬性值。

圖4-1按鈕屬性編輯器

通過以上的按鈕屬性編輯器可以根據個人狀況對按鈕的名稱、顏色、大小等方面的屬性進行修改，使按鈕在視覺上變的更加完美。

（2）按鈕功能的實現：在gui設計窗口創立按鈕后，通過右鍵單擊按鈕，選擇viewcallbacks下的callback對相應的按鈕進行編程，使按鈕實現相應的功能，如下圖所示對按鈕的響應功能進行設置。

圖4-2按鈕功能編輯器

進入到按鈕程序編輯窗口，通過編程即可實現按鈕的相應功能，如下圖：

圖4-3按鈕的編程實現界面

通過對各個按鈕控件的修改，和對m文件程序的添加就完成對gui窗口的設計，最終得到的圖形化操作界面如下圖所示:

圖4-4圖形化操作界面

4.2.4語音的錄入與開啟

在matlab中，[y,fa,bits]=wavread(‘blip’,[n1n2]);用于讀取語音，7

采樣值放在向y中，fs表示采樣頻率，bits表示采樣位數。[n1n2]表示讀取從n1點到n2點的值。

suond(x，fs，bits)；用于對聲音的回放，向量y則就代表了一個信號也就是說可以像處理一個信號表達式一樣處理這個聲音信號。

第五章課程設計的軟件實現

5.1部分函數語法格式

讀wav文件：x=wavread(‘filename’)數組a及b中元素相乘：a.*b創立圖形窗口命令：figure繪圖函數：plot(x)坐標軸：axis([xminxmaxyminymax])坐標軸注解：xlabel(‘?’)ylabel(‘?’)圖例注解：legend(‘?’)一階高通濾波器：y=filter([1-0.09375],1,x)分幀函數：f=enframe(x,len,inc)x為輸入語音信號，len指定了幀長，inc指定幀移，函數返回為nxlen的一個矩陣，每一行都是一幀數據。

5.2語音信號處理的相關函數

5.2.1語音信號的短時譜：

周期性聲門波可表示為:

(5-1)其中，g[n]是聲門波的單周期的波形，p[n]是間隔為p的周期采樣序列。當u[n]通過線性非時變聲道，且該聲道的單位沖擊響應為h[n]時，聲道輸出為：

(5-2)為了觀測一段語音，需要降生到輸出乘以一個一時刻τ為中心的窗函數w[n,τ],即得到：

（5-3）

這段語音信號的頻域表達式為：

（5-4）

即語音信號的譜包絡為

語譜圖就是現實時變頻譜幅度特征的圖形表達式為：

（5-5）

將語音信號短時譜程序寫入到matlab中得到單色語譜圖的波形如下：

圖5-1語音信號單色語譜圖

5.2.2自相關方法估計語音信號的聲道參數：

由均方預計誤差最小的得到正則方程：

（5-6）

其中，（5-7）

在最正確解時的誤差為

（5-8）

在自相關法中式5-6，式5-8變為

（5-9）

(5-10)由式5-9和式5-10可列出方程組式5-11

（5-11）

解方程組式5-9求出線性預計系數，通過誤差式5-11可求出增益g

（5-12）

加窗后信號頻譜圖如下：

圖5-2加窗后信號頻譜圖

通過以上的方法，改變參數分別求得4極點模型頻率響應和6極點模型頻率響應，6極點波形如下圖所示：

圖5-3六極點波形圖

最終通過以上方法用一個函數分別實現以上三個功能，三個波形顯示在一個界面，通過觀測圖形，查看它們之間的分別。三者比較所得到的波形如下：

圖5-4三者比較波形圖

5.2.3基音周期檢測

數據為濁音語音信號speech1_10k(10000樣點/秒)用25ms的漢明窗對語音信號speech1_10k進行加窗處理，并畫出所得到的加窗信號的自相關函數，再用根據中心消波法及三電平中心消波法原理改進程序，最終對比中方法基音檢測的效果并分析結果。

試驗原理及方法

（1）自相關檢測原理：對于離散的數字語音信號序列x(n)，假使周期n，則自相關函數也是同周期的周期函數。即：x(n)=x(n+n)。清音信號沒有周期性，他的自相關函數也沒有周期。濁音