数字信号课程设计--基于MATLAB的语音滤波实验

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1、数字信号课程设计 数字信号课程设计 题目：基于基于 MATLAB 的语音滤波实验 姓名： 班级： 电信 1002 班 学号： 数字信号课程设计 摘要摘要 数字信号处理是研究用数字方法对信号进行分析、变换、滤 波、检测、调制、解调以及快速算法的一门技术学科。但很多人 认为：数字信号处理主要是研究有关数字滤波技术、离散变换快 速算法和谱分析方法。随着数字电路与系统技术以及计算机技术 的发展，数字信号处理技术也相应地得到发展，其应用领域十分 广泛。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学科， 是目前发展最为迅速的学科之一， 所以 对其研究就显得尤为重要。 Matl

2、ab 语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用 软件，它可以讲声音文件变成离散的数据文件，然后用其强大的矩阵 运算能力处理数据。这为本次课程设计提供了强大并良好的环境。 本设计要求自己通过手机清唱一段歌曲， 并用 windows 自带的录 音机录制下来， 保存格式为.wav 格式， 而且要求对所录的语音进行频 率均衡和加入混响效果。从网上下载相应的歌曲伴奏，经过截取、加 噪、消噪后，与混响后的清唱语音进行合成，制作成一首歌曲。采用 语音合成可帮助学生加强理解， 利用 MATLAB 滤波器可以很容易地实 现语音信号的消噪过程， 利用 MATLAB 的声音处理函数设计语音合成 实验， 配合

3、语音媒体播放器可以很方便地将经过数字处理后的语音效 果直观地体现出来， 对于学生深刻理解数字信号处理中抽象数学运算 的现实物理意义很有帮助。 关键字：信号处理关键字：信号处理 语音合成语音合成 加噪加噪 混响混响 数字信号课程设计 一设计目的与任务一设计目的与任务 首先录制一段清唱歌曲语音信号，对其进行分析； 然后在时域用 数字信号处理的方法将信号进行人为地加噪与去噪处理， 再进行延时 混响处理。从网上下载一段该歌曲的伴奏，对伴奏进行截取、格式转 换后，与伴唱歌曲进行合成，制作成一首歌曲，试听效果，并与原始 伴唱语音信号进行比较差别。 通过数字信号处理的课程设计，巩固和 运用数字信号处理课程中

4、的理论知识和实践技能， 掌握最基本的运用 Matlab 软件处理信号的理论和方法， 培养发现问题， 分析问题和解决 问题的能力。 二二. .设计的基本要求设计的基本要求 1. 录制的语音清晰，分析语音信号的特点； 2. 探讨语音分析、加噪、去噪、混响以及合成的基本方法； 3. 写出各个步骤的 Matlab 的程序代码； 4. 分析录制的语音信号的时域波形；分析加噪、去噪与合成前后的 语音信号波形； 5. 熟悉加强滤波器的设计原理和滤波的过程； 数字信号课程设计 三三设计设计流程流程 图图 1 语音合成流程图语音合成流程图 整体思路是先把歌曲清唱部分和伴奏部分分别录制下来。 清唱部 分先进行加噪

5、，然后进行去噪处理，再进行延时混响处理，最后就可 以与伴奏部分进行合成。在伴奏处理部分， 由于清唱时的节奏与伴奏 的节奏可能不一致，因此需要将伴奏或清唱部分进行延时处理， 最后 进行合成即可。 数字信号课程设计 四实现过程四实现过程 4.1 4.1 语音信号的采集语音信号的采集 此次课程设计采用的语音信号是我清唱的歌曲梦想天空分外蓝 ，录音 长度为一分零一秒，录制软件使用的是 Windows 自带的录音机，其 保存形式为.wav 文件。在准备伴奏是考虑过将网上下载下来的 MP3 格式的伴奏进行格式转换， 使其格式变成.wav 的文件， 但是发现转换 后的文件比原始文件大很多，处理起来不方便，因

6、此放弃了该打算， 转而采用使用播放器播放后录音的方法。 4.4.语音信号的语音信号的处理处理 清唱语音信号的加噪清唱语音信号的加噪 将采集好的清唱语音用 Matlab 打开，使用的语句格式是 x=wavread(YY.wav)，fs 为采样频率（Hz） ，本课程设计中的语音信号 采样频率都为 fs=44100Hz。在语音信号中加入噪声，程序如下： x1=wavread(清唱.wav);%读取语音信号,清唱中无噪声. fs=44100; %原语音信的采样率为 44100Hz fn=1000; %设定噪声的频率为 1000Hz fn1=2000; %设定噪声的频率为000Hz fn2=3000; %设定噪声的频率为000Hz 数字信号课程设计 t=1:length(x1); %设置噪声的度度跟原语音信一样长, x2=0.05*sin(2*pi*fn/fs*t);%产生幅度为2频率为fn的正弦波作为 噪声. x3=0.05*sin(2*pi