對錄制語音信號的采樣和濾波處理

1、 字信號處理期中作業(yè)學(xué)號:XXXXXXX姓名：XX.題目:對錄制語音信號的采樣和濾波處理.時(shí)間:XX年XX月.一、課題準(zhǔn)備安裝所需的軟件主要包括語音錄制軟件我選擇的是正式版安裝好后錄制一段效果不是很好的語音錄制的語音格式選擇格式便于在中可以用一個(gè)常用的（）函數(shù)將語音信號數(shù)字化。查閱相關(guān)的資料搜集并記錄所需濾波器的算法的調(diào)用方法在這次課題中我采用的是巴特沃斯濾波器二、課題目的1通過課余的自我的學(xué)習(xí)MATLAB的使用，加深對書本理論知識的理解，提升自身的實(shí)際應(yīng)用能力；2鞏固所學(xué)的數(shù)字信號處理理論知識，讓自己對信號的采集、處理、傳輸、顯示和存儲等有一個(gè)系統(tǒng)性的掌握和理解；3培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)的能力和對相關(guān)

2、課程的興趣；三、課題內(nèi)容錄制一段個(gè)人自己的語音信號，并對錄制的信號進(jìn)行采樣；畫出采樣后語音信號的時(shí)域波形和頻譜圖；在根據(jù)自己給定濾波器的性能指標(biāo)，采用雙線性變換設(shè)計(jì)濾波器；然后用自己設(shè)計(jì)的濾波器對采集的信號進(jìn)行濾波，畫出濾波后信號的時(shí)域波形和頻譜，并對濾波前后的信號進(jìn)行對比，分析信號的變化；回放語音信號。四、具體實(shí)現(xiàn)1語音信號的采集利用WaveCN錄音機(jī)，錄制一段自己的話音，時(shí)間在10s內(nèi)。然后在Matlab軟件平臺下,利用函數(shù)wavread對語音信號進(jìn)行采樣，記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)。通過wavread函數(shù)的使用，我們很快理解了采樣頻率、采樣位數(shù)等概念。2語音信號的頻譜分析首先畫出語音信號的時(shí)

3、域波形；然后對語音號進(jìn)行快速傅里葉變換，得到信號的頻譜特性，從而加深對頻譜特性的理解。3語音的濾波利用巴特沃斯低通濾波器濾去帶外的噪聲。4.語音處理前后的對比。五、實(shí)驗(yàn)程序部分以及圖形部分%畫原始信號的時(shí)域波形圖。fs=22050;x1=wavread(test);sound(x1,22050);y1=fft(x1,1024);f=fs*(0:511)/1024;figure(1);plot(x1);title(原始語音信號);xlabel(time);ylabel(幅值n);axis(4*10人4,10人5,-2,2);圖像如下：%畫原語音信號的頻譜圖。figure(2);subplot(2

4、,1,1);plot(abs(y1(1:512);title(原始信號FFT頻譜);subplot(2,1,2);plot(f,abs(y1(1:512);title(原始信號頻譜);xlabel(Hz);ylabel(幅值);圖像如下：%畫巴特沃斯圖fs=22050;x1=wavread(test.wav);t=0:1/22050:(size(x1)-1)/22050;wp=0.25*pi;ws=0.3*pi;Rp=1;Rs=15;Fs=22050;Ts=1/Fs;wp1=2/Ts*tan(wp/2);%將模擬指標(biāo)轉(zhuǎn)換成數(shù)字指標(biāo)ws1=2/Ts*tan(ws/2);N,Wn=buttord(

5、wp1,ws1,Rp,Rs,s);%選擇濾波器的最小階數(shù)Z,P,K=buttap(N);%創(chuàng)建butterworth模擬濾波器Bap,Aap=zp2tf(Z,P,K);b,a=lp2lp(Bap,Aap,Wn);bz,az=bilinear(b,a,Fs);%用雙線性變換法實(shí)現(xiàn)模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)換H,W=freqz(bz,az);%繪制頻率響應(yīng)曲線figure(1);plot(W*Fs/(2*pi),abs(H);gridxlabel(頻率/Hz);ylabel(頻率響應(yīng)幅度);title(Butterworth)圖像如下：FileEditViewInsertToolsDesktopW

6、indowHelpafe鷲耳卩晏搖忌0 Butterworth.4.2J864o.o.o.陋曙囹#瞬駄.2o %畫濾波前的時(shí)域波形f1=filter(bz,az,x1);figure(2);subplot(2,1,1);plot(t,x1);%畫出濾波前的時(shí)域圖title(濾波前的時(shí)域波形);%畫濾波后的時(shí)域波形subplot(2,1,2);plot(t,f1);%畫出濾波后的時(shí)域圖title(濾波后的時(shí)域波形);圖像如下：9冶600乙細(xì)煮尋工冒號去曲（圍g|O|Bqe|&（ZHj|Bqe|x：（晶磔胡日翌翌）引1!1EW&03WFPH%（乙W：【）Ozl）sqAj）lo|d=【工（乙TMoi

7、dqnsvv圍酬）1西斜人仏ZHjQqeix：（晶磔胡戦耀歸曲園疑磔訊卑翌蟄陽畫：（乙巧：【）sqAj）iO|d【TMo|dqns（竝or【x）.j=乙人（）Bnb!jZOl/（llS：O）*sj=（i7ZOl/W）yj=OdwavreadErrorusing=wavreadDatacompressionformat(IMAADPCM)isnotsupported.我在查閱了很多資料，在網(wǎng)上也查閱相關(guān)信息，花費(fèi)了大量時(shí)間也沒找出結(jié)果，最后發(fā)現(xiàn)在WAV格式的語音文件有兩種格式，即PCM格式和IMAADPCM格式，而在MATLAB中用wavread函數(shù)進(jìn)行語音處理時(shí)，并不能直接處理IMAADPCM格式的語音信號，經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換之后(選擇PCM格式)，我運(yùn)行出了正確的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過程中，我很清楚的感覺到初始語音信號和濾波輸出后的語音信號在音色上有一定的差別，這說