matlab 语音信号采集,基于MATLAB的语音信号采集与处理

╰半夏微凉° 2023-01-13 10:20 159阅读 0赞

![41528d3028836879cd698677c3999917.gif][]基于MATLAB的语音信号采集与处理

基于MATLAB的语音信号采集与处理 1.理论原理 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。 2. 具体流程 (1). 语音信号的采集及分析 源代码： fs=22050; x1=wavread( F:\\Documents and Settings\\Administrator\\桌面\\333.wav ); sound(x1,22050); y1=fft(x1,1024); f=fs\*(0:511)/1024; figure(1) plot(x1) title( 原始语音信号 ); xlabel( 时间 ); ylabel( 幅值 ); figure(2) freqz(x1) title( 频率响应图 ) figure(3) subplot(2,1,1); plot(abs(y1(1:512))) title( 原始语音信号FFT频谱 ) subplot(2,1,2); plot(f,abs(y1(1:512))); title( 原始语音信号频谱 ) xlabel( Hz ); ylabel( 幅值 ); 原始语音信号波形： 语音信号频率响应图： 原始语音信号FFT及信号频谱： (2). 给原始信号加上一个高频噪声,5500Hz 源代码： fs=22050; x1=wavread( F:\\Documents and Settings\\Administrator\\桌面\\333.wav ); %读取语音信号的数据，赋给变量x1 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 t=0:1/fs:(length(x1)-1)/fs; %将0到x1的长度减1后的值除以fs的值，且步长为1/fs的值，的序列的值，赋予t Au=0.5; %噪声幅值 d=Au\*sin(2\*pi\*5500\*t) ; %所加的噪声是正弦信号 x2=x1+d; %将正弦信号噪声加在语音信号上 sound(x2,22050); %播放语音信号 y1=fft(x1,1024); %对信号y1做1024点FFT变换 y2=fft(x2,1024); %对信号y2做1024点FFT变换 figure(1); %创建图形窗1 plot(t,x2); %做加噪后的信号时域图形(绘出t对x2的线性图) title( 加噪后的信号 ); xlabel( 时间 ); %x轴的名字是“时间” ylabel( 幅值 ); %y轴的名字是“幅值” figure(2) %创建图形窗2 subplot(2,1,1); % 创建两行一列绘图区间的第1个绘图区间 plot(f,abs(y1(1:512))); %做原始语音信号的频谱图 title( 原始语音信号频谱 ); xlabel( Hz ); %x轴的名字是“Hz” ylabel( 幅值 ); % y轴的名字是“幅值” subplot(2,1,2); %创建两行一列绘图区间的第2个绘图区间 plot(f,abs(y2(1:512))); %做加噪后的语音信号的频谱图(abs是绝对值，plot是直角坐标下线性刻度曲线) title( 加噪后的信号频谱 ); xlabel( Hz ); % x轴的名字是“Hz” ylabel( 幅值 ); % y轴的名字是“幅值” 加噪后的信号波形： 原始语音信号和加噪后的信号频谱: (3)设计一个滤波器，滤除高频噪声 用双线性变换法设计巴特沃思低通滤波器 在加噪声的代码基础上续写代码： wp=0.25\*pi; %通带截止频率 ws=0.3\*pi; %阻带截止频率 Rp=1; %通带最大衰减(db) Rs=15; %阻带最大衰减(db) Fs=22050; Ts=1/Fs; wp1=2/Ts\*tan(wp/2); %将模拟指标转换成数字指标 ws1=2/Ts\*tan(ws/2); %将模拟指标转换成数字指标 \[N,Wn\]=buttord(wp1,ws1,Rp,Rs, s ); %选择滤波器的最小阶数(估算得到Butterworth低通滤波器的最小阶数N和3dB截止频率Wc) \[z,p,k\]=buttap(N); %创建Butterworth低通滤波器原型 \[Bap,Aap\]=zp2tf(z,p,k); %将零极点增益转换为普遍分子，分母 \[b,a\]=lp2lp(Bap,Aap,Wn); %将普遍的分子和分母转换为以Wn为截止频率 \[bz,az\]=bilinear(b,a,Fs); %用双线性变换法实现模拟滤波器到数字滤波器的转换(模拟转换为数字) \[H,W\]=freqz(bz,az); %求频率响应 figure(9) plot(W\*Fs/(2\*pi),abs(H)) %绘制Butterworth低通滤波器频率响应曲线 grid

[41528d3028836879cd698677c3999917.gif]: /images/20221022/f711d45a746d47a58d494d4a0d5f55ae.png