文档介绍：目录
一、摘要 2
二、正文 3
1. 设计目的和要求 3
2. 设计原理 3
(1)采样定理 3
(2)采样频率 3
(3)采样位数与采样频率 3
4
(1)程序源代码: 4
(2)调试分析过程描述 6
(3)数据、结果和分析 7
三、总结与致谢 10
四、参考文献 11
一、摘要
本次课程设计要求利用MATLAB对语音信号进行分析和处理,要求学生采集语音信号后,在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。
语音信号处理是语音学与数字信号处理技术相结合的交叉学科,课题在这里不讨论语音学,而是将语音当做一种特殊的信号,即一种“复杂向量”来看待。也就是说,课题更多的还是体现了数字信号处理技术。
二、正文
1. 设计目的和要求
基本要求:本次课程设计要求利用MATLAB对语音信号进行分析和处理,要求学生采集语音信号后,在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。
待处理语音信号是一个在20Hz~20kHz频段的低频信号。
2. 设计原理
(1)采样定理
在进行模拟/数字信号的转换过程中,,最高频率fmax的2倍时,即:>=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5~10倍;采样定理又称奈奎斯特定理。
1924年奈奎斯特(Nyquist)就推导出在理想低通信道的最高大码元传输速率的公式:
理想低通信道的最高大码元传输速率=2W*log2 N (其中W是理想低通信道的带宽,N是电平强度)
(2)采样频率
采样频率是指计算机每秒钟采集多少个声音样本,是描述声音文件的音质、音调,衡量声卡、声音文件的质量标准。采样频率越高,即采样的间隔时间越短,则在单位时间内计算机得到的声音样本数据就越多,对声音波形的表示也越精确。采样频率与声音频率之间有一定的关系,根据奎斯特理论,只有采样频率高于声音信号最高频率的两倍时,才能把数字信号表示的声音还原成为原来的声音。这就是说采样频率是衡量声卡采集、记录和还原声音文件的质量标准。
(3)采样位数与采样频率
采样位数即采样值或取样值,用来衡量声音波动变化的参数,是指声卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数。采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数,采样频率越高声音的还原就越真实越自然。
采样位数和采样率对于音频接口来说是最为重要的两个指标,也是选择音频接口的两个重要标准。无论采样频率如何,理论上来说采样的位数决定了音频数据最大的力度范围。每增加一个采样位数相当于力度范围增加了6dB。采样位数越多则捕捉到的信号越精确。对于采样率来说你可以想象它类似于一个照相机,
。显然采样率越高,计算机摄取的图片越多,对于原始音频的还原也越加精确。

(1)程序源代码:
%读取语音信号
fs=22050; %语音信号采样频率为22050
x1=wavread('D:\课程设计\'); %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(x1,4096); %对信号做4096点FFT变换
figure(1)
subplot(321);
plot(x1);
title('原始信号波形');
xlabel('time n');
ylabel('fuzhi n');
subplot(322);
plot(y1);
title('原始信号频谱');
xlabel('Hz');
ylabel('fuzhi');
pause(5);%延时
%加入噪声
n=length(x1);
Y=*randn(n,1);
y=real(fft(Y,4096));
Y=Y+x1;
y=y+y1;
sound(Y,22050);
figure(2)
subplot(323);
plot(Y);
title('加噪后信号波形');
xlabel('time n');
ylabel('fuzhi n');
subplot(324);
plot(y);
title('加噪后信号频谱');
xlabel('Hz');
ylabel('fuzhi');
pause(5);%延时
%滤波器设计
wp=*pi;
ws=*pi