Matlab与信息处理课程设计
课题：语音信号采集与处理
姓名： 学号： 指导老师：
2016.7.5
目录
一、实践目的 ............................................. 2 二、课题要求： ........................................... 2 三、MATLAB仿真 .......................................... 2 1、录音及频谱分析 ..................................... 2 2、语音信号时域分析 ................................... 3 3、傅里叶变换性质 ..................................... 6 尺度变换： ......................................... 6 抽取： ............................................. 7 插值： ............................................. 8 调制与解调： ....................................... 9 四、信号加噪及滤波 ...................................... 13
低通滤波器 ........................................ 14 高通滤波器 ........................................ 16 带通滤波器 ........................................ 18 五、总结 ................................................ 20 六、参考文献 ............................................ 21
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一、实践目的
本次课程设计的课题为《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，并为今后熟练使用MATLAB进行系统的分析仿真和设计奠定基础。
此次实习课程主要是为了进一步熟悉对matlab软件的使用，以及学会利用matlab对声音信号这种实际问题进行处理，将理论应用于实际，加深对它的理解。
二、课题要求
1、利用windows 自带的录音机或者其它录音软件，录制几段语音信号（要有几种不同的声音）。
2、对录制的语音信号进行频谱分析。
3、对采集到的语音信号进行时域的尺度变换，抽取与插值，调制与解调，观测前后信号的变化。
4、实现语音信号的音量变大变小、快放、慢放、倒放、混音、回声、男女变声等效果。 5、对语音信号加噪，然后进行滤波，分析不同的滤波方式对信号的影响。 6、利用MATLAB GUI 制作语音信号采集与分析演示系统。
三、MATLAB仿真
1、录音及频谱分析
用WINDOWS下的录音机，用单声道录制一段音乐或声音，时间在5S内。然后MATLAB软件平台下，利用函数WAVREAD对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。对语音信号进行快速傅立叶变换，在一个窗口同时画出信号的时域波形图和频谱图，分析语音信号的频谱特点
[y,fs]=audioread('I:\\zjk.wav'); %读声音文件
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N=length(y);
t=0:1/fs:(length(y)-1)/fs; %求出语音信号的长度 Y=fft(y,N);%快速傅里叶变换 AM=abs(Y)/(N/2); AM(1,:)=AM(1,:)/2; ff=(0:N-1)/N*fs; subplot(2,1,1);
plot(t,y);%语音信号时域图 subplot(2,1,2);
plot(ff,AM)%语音信号频谱图; 运行如下：
图（1） 时域、频谱图
2、语音信号时域分析
（1）语音信号音量放大
[f1,fs]=audioread('I:\\zjk.wav'); sound(2*f1,fs)%“2”>1，所以放大 （2）语音信号音量变小
[f1,fs]=audioread('I:\\zjk.wav'); sound(0.5*f1,fs)%0.5<1，所以变小
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（3）语音信号倒放
[x,fs]=audioread('I:\\zjk.wav');
y0=flipud(x);&flipud实现矩阵上下翻转，从而实现语音倒放 sound(y0,fs); （4）混音音效
[Y1,fs1]=audioread('I:\\xqq.wav');
[Y2,fs2]=audioread('I:\\zjk.wav');%读取两段不同的音频 y1=Y1(:,1);y2=Y2(:,1);%取单声道 T=0.1;
if length(y1) y1=[y1;zeros((length(y2)-length(y1)),1)]; elseif length(y1)>length(y2) y2=[y2;zeros((length(y1)-length(y2)),1)];%比较两段音频的长度，使两个音频长度 相等 end y1=[zeros(T*fs2,1);y1]; y2=[y2;zeros(T*fs2,1)]; y3=y1+y2;%声音合成 sound(y3,fs2); （5）回音效果 [x,fs]=audioread('I:\\zjk.wav'); n1=0:2000; b=x(:,1); %产生单声道信号 N=3; yy2=filter(1,[1,zeros(1,80000/(N+1)),0.7],[b',zeros(1,40000)]);%三次回声滤波器 sound(yy2,fs); （6）男女变声 定义voice函数功能： function Y=voice(x,f) %更改采样率使基频改变 f>1降低;f<1升高 f=round(f*1000); 4