1、 数字语音处理课程设计数字语音处理课程设计 摘要摘要 语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的 一门学科，是一门新兴的交叉学科， 是在多门学科基础上发展起来的 综合性技术。它涉及到数字信号处理、模式识别、语言学、语音学、 生理学、 心理学及认知科学和人工智能等许多学科领域。 语音信号处 理是目前发展最为迅速的信息科学研究领域中的一个， 其研究设计一 系列前沿课题， 切处于发展之中。其研究成果具有重要的学术及应用 价值！ 语音信号的采集和分析技术的应用和发展与语音学、 声音测量学、 电子测量技术等学科紧密联系，其中语音采集和分析仪器的小型化、 智能化、 数字化以及多功能化的发展越
2、来越快，分析速度较以往也有 了大幅度的提高。 本次课程设计主要介绍了语音信号的录制、语音信号的采集与分 析、 语音信号的采样、 语音信号的频谱分析、 叠加噪声后的频谱分析、 滤波器的设计以及对于语音信号的回放等知识。通过 PC 机或 COOL EDIT PRO 录制一段语音信号，运用 MATLAB 或 PRAAT 对其进行仿真分 析，然后设计滤波器加入噪声的语音信号进行滤波处理， 比较滤波前 后语音信号时域波形或频谱的变化，最后实现对于语音的回放设计！ 关键词：语音信号，数字滤波器，PARRT，MATLAB 目目 录录 1.绪论 2.语音信号处理的原理 3.语音信号的录制与采集 4.语音信号的
3、时域及频域分析 5.语音信号的加噪与频谱分析 6.滤波器的设计及分析 7.语音信号的回放 8.小结 9.参考文献 10.附录 1.绪论绪论 1.11.1 课题背景及意义课题背景及意义 语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处 理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。通 过语音传递信息是人类最重要、 最有效、 最常用和最方便的交换信息形式。 同时， 语言也是人与机器之间进行通信的重要工具，它是一种理想的人机通信方式，因 而可为信息处理系统建立良好的人机交互环境， 进一步推动计算机和其他智能机 器的应用，提高社会的信息化程度。 语音信号处理是语音
4、学与数字信号处理技术相结合的交叉学科， 它和认知科 学、心理学、语言学、计算机科学、模式识别和人工智能等学科联系紧密。语音 信号处理技术的发展依赖于这些学科的发展， 而语音信号处理技术的进步也会促 进这些学科的进步。 1.21.2 国内外研究现状国内外研究现状 20 世纪 60 年代中期形成的一系列数字信号处理的理论和算法，如数字滤波 器、快速傅立叶变换（FFT）等是语音信号数字处理的理论和技术基础。随着信 息科学技术的飞速发展，语音信号处理取得了重大的进展：进入 70 年代之后， 提出了用于语音信号的信息压缩和特征提取的线性预测技术（LPC），并已成为 语音信号处理最强有力的工具，广泛应用于
5、语音信号的分析、合成及各个应用领 域，以及用于输入语音与参考样本之间时间匹配的动态规划方法；80 年代初一 种新的基于聚类分析的高效数据压缩技术矢量量化（VQ）应用于语音信号处理 中；而用隐马尔可夫模型（HMM）描述语音信号过程的产生是 80 年代语音信号处 理技术的重大发展，目前 HMM 已构成了现代语音识别研究的重要基石。近年来人 工神经网络(ANN)的研究取得了迅速发展，语音信号处理的各项课题是促进其发 展的重要动力之一，同时，它的许多成果也体现在有关语音信号处理的各项技术 之中。 1.31.3 课题研究目的课题研究目的 通过本次课程设计，巩固所学的语音信号处理相关的理论知识，使自己掌握
6、 语音信号处理的基本概念、基本理论和基本设计方法，掌握语音信号采集过程以 及语音信号传输的特点，同时培养自身分析和解决问题的能力！ 1.41.4 软件介绍软件介绍 1.4.1.4.1 MATLAB1 MATLAB MATLAB 的名称源自于 Matrix Laboratory，它是一款科学计算软件，专门以 矩阵的形式处理数据。MATALB 将高性能的数值计算和强大的数据可视化功能集 成在一起， 并提供了大量的内置函数， 从而被广泛地应用于科学计算、 控制系统、 信息处理等领域中的分析、仿真和设计工作等环节，而且利用 MATLAB 产品的开 放式结构，可以非常容易地对 MATLAB 的功能进行扩充，从而在不断深化对原有 知识的认识同时，还可以不断完善 MATALB 产品，以提高自身产品的竞争能力！ MATLAB 主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算 环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的 建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研 究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面 的
