matlab语⾳信号的采集与处理，基于MATLAB的语⾳信号的采 集与处理详解
数字信号处理
2.设计⽬的
本次课程设计的课题为《基于MATLAB的语⾳信号采集与处理》，学会运⽤MATLAB的信号处理功能，采集语⾳信号，并对语⾳信号进⾏滤波及变换处理，观察其时域和频域特性，加深对信号处理理论的理解，并为今后熟。MATLAB在信号与系统中的应⽤主要包括符号运算和数值计算仿真分析。由于信号与系统课程的许多内容都是基于公式演算，⽽MATLAB借助符号数学⼯具箱提供的符号运算功能，能基本满⾜信号与系统课程的需求。例如解微分⽅程、傅⾥叶正反变换、拉普拉斯正反变换和z正反变换等。MATLAB在信号与系统中的另⼀主要应⽤是数值计算与仿真分析，主要包括函数波形绘制、函数运算、冲击响应与阶跃响应仿真分析、信号的时域分析、信号的频谱分析、系统的S域分析和零极点图绘制等内容。数值计算仿真分析可以帮助学⽣更深⼊地理解理论知识，并为将来使⽤MATLAB进⾏信号处理领域的各种分析和实际应⽤打下基础。 3.设计原理
利⽤MATLAB对语⾳信号进⾏分析和处理，采集语⾳信号后，利⽤MATLAB软件平台进⾏频谱分析；并对所采集的语⾳信号加⼊⼲扰噪声，对加⼊噪声的信号进⾏频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。语⾳信号的“ 短时谱”对于⾮平稳信号, 它是⾮周期的,
频谱随时间连续变化, 因此由傅⾥叶变换得到的频谱⽆法获知其在各个时刻的频谱特性。如果利⽤加窗的⽅法从语⾳流中取出其中⼀个短断，再进⾏傅⾥叶变换, 就可以得到该语⾳的短时谱。
MATLAB在信号与系统中的应⽤主要包括符号运算和数值计算仿真分析。由于信号与系统课程的许多内容都是基于公式演算，⽽MATLAB 借助符号数学⼯具箱提供的符号运算功能，能基本满⾜信号与系统课程的需求。例如解微分⽅程、傅⾥叶正反变换、拉普拉斯正反变换和z 正反变换等。MATLAB在信号与系统中的另⼀主要应⽤是数值计算与仿真分析，主要包括函数波形绘制、函数运算、冲击响应与阶跃响应仿真分析、信号的时域分析、信号的频谱分析、系统的S域分析和零极点图绘制等内容。数值计算仿真分析可以帮助学⽣更深⼊地理解理论知识，并为将来使⽤MATLAB进⾏信号处理领域的各种分析和实际应⽤打下基础。
滤波器的设计可以通过软件或设计专⽤的硬件两种⽅式来实现。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
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数字信号处理
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。
利⽤MATLAB中的随机函数产⽣噪声加⼊到语⾳信号中，模仿语⾳信号被污染，并对其进⾏频谱分析；设计巴特沃斯滤波器， 并对被噪声污染的语⾳信号进⾏滤波， 对滤波前后信号进⾏时域分析。
4.设计过程
基于声卡进⾏数字信号的采集。将话筒插⼊计算机的语⾳输⼊插⼝上，启动录⾳机。按下录⾳按钮，对话筒说话，说完后停⽌录⾳。要保存⽂件时，利⽤了计算机上的A/D转换器，把模拟的声⾳信号变成了离散的量化了的数字信号，放⾳时，它⼜通过D/A转换器，把保存的数字数据恢复为原来的模拟的声⾳信号。在 Matlab软件平台下可以利⽤函数wavread对语⾳信号进⾏采样，得到了声⾳数据变量x1，同时把x1的采样频率
fs=22050Hz和数据位Nbits=16Bit放进了MATALB的⼯作空间。然后通过freqz函数绘制原始语⾳信号的频率响应图。接着对语⾳信号进⾏频谱分析，在Matlab中可以利⽤函数fft对信号进⾏快速傅⾥叶变换，得到信号的频谱图。语⾳信号加噪与频谱分析在Matlab中⼈为设计⼀个固定频率5500Hz的噪声⼲
扰信号，噪声信号通常为随机序列，在本设计中⽤正弦序列代替,⼲扰信号构建命令函数为d=
调频音箱
[Au*sin(2*pi*5500*t)]，给出的⼲扰信号为⼀个正弦信号，针对上⾯的语⾳信号 ，采集了其中⼀段。再对噪⾳信号进⾏频谱变换得到其频谱图.最后通过函数将原信号与噪声信号叠加在⼀起构成加噪的语⾳信号，采集他的加噪信号，接着对其进⾏fourier变换，得到加噪信号的频谱图，最后设计⼀个⾼通滤波器，对加噪的信号进⾏滤波处理，得到的信号与原始信号进⾏⽐较！
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数字信号处理
气瓶推车5.实验代码及结果
5.1语⾳信号的采集 源程序为：
fs=22050;%语⾳信号采样频率为22050
x1=wavread('D:\\MATLAB\\bin\\zx.wav');%读取语⾳信号的数据，赋给变量x1 sound(x1,22050); %播放语⾳信号y1=fft(x1,1024);%对信号做1024点FFT变换
f=fs*(0:511)/1024;%将0到511，步长为1的序列的值与fs相乘并除以1024的值，赋值给f
Plot(x1);%做原始语⾳信号的时域图形
图5-1：语⾳信号的采集
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阻塞密度数字信号处理
mcu解密61850 mms通过freqz函数绘制原始语⾳信号的频率响应图5-2。
fs=22050;%语⾳信号采样频率为22050
x1=wavread('D:\\MATLAB\\bin\\zx.wav');%读取语⾳信号的数据，赋给变量x1 sound(x1,22050); %播放语⾳信号y1=fft(x1,1024);%对信号做1024点FFT变换
f=fs*(0:511)/1024; %将0到511，步长为1的序列的值与fs相乘并除以1024的值，赋值给f
Freqz(x1);%绘制原始语⾳信号的频率响应图
图5-2：原始语⾳信号的频率采样
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齿轮齿条转向器
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