基于matlab的声音信号处理

I课程设计任务书学生姓名XXX学生学号XXXXXXXXXXXXXXX学生专业XXXXXXXXXXXXXXX学生班级XXXXXXXXXXX指导教师XXXXXXXXXXX职称XXXXXXXXXXXXXXXX发题日期X年X月X完成日期X年X月X日设计题目基于MATLAB的声音信号处理设计目的：1、巩固所学的数字信号处理理论知识。2、理解信号的采集、处理、传输、显示。加深学习Matlab软件。3、综合应用专业及基础知识，增强解决实际工程技术问题的能力。4、学习资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。具体任务及要求：1、选择一个语音信号作为分析对象，或自我录制一段语音，对其进行频谱分析；利用Matlab软件产生一个随机噪声进行加噪声后再对其分析；设计FIR或IIR数字滤波器对语音进行滤波，再分析其时域和频域。利用Matlab软件编写语音信号处理程序，完成对话音信号时域和频域的程序设计和分析。2、利用课余时间去图书馆或者上网查阅相关课题资料，深入理解课题含义及设计要求，认真整理。在5月10日前完成预设计，并请指导教师审查、定稿。3、及时提交设计报告（纸质、电子稿），要求格式规范、内容完整、结论正确，正文数不少于3000字。课程设计进度安排：序号内容安排时间1获得题目后查阅资料并整理，完成预设计3.25-4.12设计总体方案，绘制流程图，编写代码并调试4.2-4.163总体测试，完善其功能4.17-5.14撰写设计报告，后交指导老师初审5.2-5.165修改、完善设计报告，定稿、提交设计报告5.17-5.25课程设计参考文献：[1]张德丰：MATLAB通信工程仿真，北京机械工业出版社，2010.1[2]王彬、于丹、汪洋：MATLAB数字信号处理，北京机械工业出版社，2010.5，[3]孟志强、陈燕东、王同业、杨钰：MATLAB辅助现代工程数字信号处理，西安电子科技大学出版社，2010.7指导教师签字院长审核签字II基于MATLAB的声音信号处理的初步实现内容摘要:数字滤波器是数字信号处理技术的基础,用来对信号进行过滤、检测、与参数估计等处理。任何检测的信号都含有噪声，而滤波是去除噪声的基本手段，因此滤波器在数字信号处理中占有极其重要的地位。FIR数字滤波器和IIR数字滤波器是滤波器设计的重要组成部分。随着MATLAB软件及信号处理工具箱的不断完善，MATLAB很快成为应用学科等领域不可或缺的基础软件,它可以快速有效地实现数字滤波器的设计、分析和仿真，极大地减轻了工作量,有利于滤波器设计的最优化。本设计综合运用了数字信号处理的各种基本知识，对不带噪声音信号以及带噪声音信号进行频谱分析，并利用MATLAB信号处理工具箱有效快捷地设计IIR数字滤波器对带噪声音信号进行滤波处理。关键词：数字滤波器MATLAB滤波仿真ThepreliminaryimplementationofvoicesignalprocessingbasedonMATLABAbstract：Digitalfilteristhebasisofdigitalsignalprocessingtechnology,whichusedforsignalfiltering,detecting,andparameterestimation.Anydetectionsignalcontainsnoise,andfilteringisabasicmeanstoremovethenoise,sofilteroccupiesanextremelyimportantpositionindigitalsignalprocessing.FIRdigitalfilterandIIRdigitalfilterisanimportantpartofthefilterdesign.WithMATLABsoftwareandthecontinuousimprovementofthesignalprocessingtoolbox,MATLABapplicationquicklybecameindispensabletoareassuchasbasicsoftware.Itcanquicklyandefficientlyfordigitalfilterdesign,analysisandsimulation,greatlyreducetheworkload,anditisadvantageoustotheoptimizationoffilterdesign.Thisdesignisintegratedusedofallkindsofbasicknowledgeofdigitalsignalprocessingtocompletetheanalysisoffrequencyspectrumaboutspeechnoisysignalandspeechsignal,anditusetheMATLABsignalprocessingtoolboxeffectiveshortcuttodesignIIRIIIdigitalfilterwithnoisespeechsignalfilterprocessing.Keywords：DigitalFilterMATLABFilteringSimulationIV目录前言...............................................................11绪论.............................................................11.1研究的目的和意义............................................11.2国内外研究的现状............................................11.3本课题研究的内容和方法......................................22MATLAB软件介绍.................................................22.1MATLAB发展历程............................................22.2MATLAB组成................................................32.2.1MATLAB语言.........................................32.2.2MATLAB的工作环境...................................32.2.3MATLAB数据函数库...................................32.2.4MATLAB应用程序接口.................................32.2.5图形句柄系统........................................42.3MATLAB的特点..............................................43数字滤波器的设计.................................................53.1数字滤波器概述..............................................53.2数字滤波器设计的基本原理....................................63.3设计IIR数字滤波器..........................................63.3.1IIR数字滤波器设计方法..............................63.3.2利用模拟滤波器设计IIR数字滤波器的步骤..............63.3.3用双线性法设计IIR低通滤波器........................74去噪和仿真的研究.................................................74.1语言信号在MATLAB平台上的录入与打开.......................74.2原始语言信号频谱分析及仿真..................................84.3加噪语音信号频谱分析及仿真..................................94.4去噪及仿真.................................................104.5回放语音信号...............................................115结束语..........................................................11V附录..............................................................12附录1：IIR低通滤波器程序.......................................12附录2：产生原始语音信号波形、频谱、幅值、相位图程序............12附录3：产生原始语音信号和加噪语音信号时域波形、频谱图程序......13附录4：产生IIR滤波前和滤波后波形及频谱图程序..................14参考文献...........................................................161基于MATLAB的声音信号处理的初步实现前言声音信号的采集与分析处理在工程应用中是经常需要解决的问题,如何实时采集声音信号并对其分析处理,找出声音信号的特征在科学研究中是一项非常有意义的工作。1绪论语音是语言的声学表现，是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。随着社会的进步和科学技术的发展，人类进入了信息化时代，用现代手段研究语音信号处理技术，是人们更加有效地产生、传输、存储和获取语音信息，者对促进社会发展具有重要意义，因此，语音信号处理越来越受到人们的关注和研究。1.1研究的目的和意义语言是人类交换信息最方便、最快捷的一种方式，在高度发达的信息社会中，用数字化的方法进行语音的传送、存储、识别、合成和增强等是整个数字化通信网中最重要、最基本的组成部分之一。语音信号处理作为一门涉及面很广的交叉学科，在数字电话通信、高音质的窄带语音通信系统、语言学习机、声控打字机、自动翻译机、智能机器人、新一代计算机语音智能终端及军事上都有应用。随着人类步入信息社会步伐的加快，越来越多的地方需要用到语音信号处理知识。所以语音信号研究无论是在科学领域上还是日常生活中都有其广泛而重要的意义。1.2国内外研究的现状20世纪60年代中期形成的一系列数字信号处理的理论和算法，如数字滤波器、快速傅里叶变换（FFT）等是语言数字信号处理的理论和技术基础。20世纪70年代初，由于电子计算机和数字信号处理的发展，人们发现：声音信号，可以通过模数转换器（A/D）采样和量化，它们转换为数字信号后，能够送进计算机。这样就可以用数字计算方法，对语音信号进行处理和加工。例如数字滤波器可以用差分方程实现，频谱分析可以用傅里叶变换或快速傅里叶变换（FFT）实现，80年代初矢量量化技术（VQ）和隐马尔可夫模型（HMM）应用于语音处理中，隐马尔可夫模型（HMM）用于描述语音信号产生过程。近年来语音信号处理这门新学科发2展很快，在各项领域都有应用，解决了很多用传统方法难以解决的问题，在信息科学中占有重要地位。1.3本课题研究的内容和方法本设计主要介绍的是的语音信号的简单处理。本设计运用数字信号学基本原理实现语音信号的处理，在matlab7.14环境下综合运用信号提取，幅频变换以及傅里叶变换、滤波等技术来进行语音信号处理。我所做的