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信号与系统三级项目

四、项目内容的具体研究和分析结果

4.1 语音信号采集方法及时频域波形显示

我们先自己通过声卡采集男女生声音信号，将文件保存为（**.WAV）的格式，然后通过Matlab里的‘audioread’函数将文件导入到Matlab里，通过调用函数显示出声音信号的频域波形。具体的函数如下：

function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)

h=waitbar(0,'please wait');

for i=1:1000

waitbar(i/1000,h)

end

close(h)

global x1;

global x2;

axes(handles.axes1);

plot(x1);

ylabel('幅值');

xlabel('t ');

title('时域图1');

axes(handles.axes3);

plot(x2);

ylabel('幅值');pcu h

xlabel('t ');

title('时域图2');

function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles)

global x1;

global x2;

global fs1;

global fs2;

axes(handles.axes4);

fs=8000;

global L1;

L1=length(x1);

NFFT = 2^nextpow2(L1); % Next power of 2 from length of y

Y = fft(x1,NFFT)/L1;

f = fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);

% Plot single-sided amplitude spectrum.

plot(f,2*abs(Y(1:NFFT/2+1)));

ylabel('Magnitude (dB)');

xlabel('Frequency (Hz)');

title('频谱图');

axes(handles.axes5);

fs=8000;

global L2;

L2=length(x2);

NFFT = 2^nextpow2(L2); % Next power of 2 from length of Y = fft(x2,NFFT)/L2;

f = fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);

% Plot single-sided amplitude spectrum.

plot(f,2*abs(Y(1:NFFT/2+1)));

ylabel('Magnitude (dB)');

xlabel('Frequency (Hz)');

title('频谱图');

时域：男声VS女声

男声女声

频域：男声VS女声

电极铜

男声

女声

4.2 男、女声波形区分方法

4.2.1 男、女声的差别

通过观察得到的图形，我们可以看出男声与女声的声音大部分集中于200-4000Hz 之间，而女声较男声更多的声音集中在较为低的频率段。所以女生声音有点比较尖的感觉，男声音听起来比较洪亮浑厚。

4.2.2区分方法

根据男、女声的差别我们可以总结出三种区分男、女声的方法：一是根据男、女声基因频率的范围来区分；二是根据男、女声频率主要集中在哪个频段来区分；三是根据男、女声低频成份、高频成分所占的比例来区分。

我们小组采用方法一‘通过观察得到的图形，我们可以看出男声与女声的声音大部分集中于200-4000Hz之间。人类基音范围人70~350hz，男声大概100~200hz，女生200~350hz。据此我们以200hz为界限判断男女声音。用汉宁窗函数滤去输入音频的高频部分，后经过椭圆滤波器（获得更窄的过渡带宽和较小的阻带波动）近似求出基音频率。

代码实现：

KKS689

function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles)

global x1;

global fs1;

data1=x1(:,1);

n=0:length(x1)-1;

% 对采集数据作滤波处理步态识别

blocksize =length(data1); % 计算窗函数长度

window = hanning(blocksize); % 计算汉宁窗函数

data2=window.*data1; % 对数据先作加窗处理

% wp=[70,400]; %100Hz--400Hz

% wp=wp*2/fs;

wp=3000*2/fs1;

[b,a]=ellip(4,0.1,20,wp); % 构造椭圆滤波器

data=filter(b,a,data2); % 求加窗处理后的数据经过滤波器的响应

[xmax,index]=max(data1);

timewin=floor(0.015*fs1);

xwin=data1(index-timewin:index+timewin);

[y,lags]=xcov(xwin);

ylen=length(y);

halflen=(ylen+1)/2 +30;

mesh设备yy=y(halflen: ylen);

[ymax,maxindex] = max(yy);

fmax=fs1/(maxindex+30);

disp(['Maximum occurred at ', num2str(fmax), ' Hz'])

f=fmax;

justify=f;%Hz

if justify<200 %limitHz以下判断是男的

msgbox( 'This is a handsome boy')

else

msgbox( 'This is a fair girl')

ca173end

4.3 抽样定理和信号的降采样处理及仿真 4.3.1抽样定理

时域抽样定理说明：一个频域受限的信号f(t) 如果频谱只占据-w m ~w m 的范围，则信号f(t)可以用等间隔的抽样值唯一地表示。而间隔必须不大或者说，最低抽样频率为2f(m)

4.3.2信号的降采样处理及仿真

代码实现：

function pushbutton13_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton13 (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) s=str2double(get(handles.edit1,'String')); s=1/s;

m 12)

2(m)m f f ωπ=(其中

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