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郑州轻工业学院课程设计说明书

题目：基于MATLAB 的语音信号采集和双线性变换法滤波器设计 姓名： 院（系）： 专业班级： 学号： 指导教师： 成绩： 时间：年日至 郑州轻工业学院 课程设计任务书

题目基于MATLAB 的语音信号采集和双线性变换法滤波器设计

专业、班级电子信息工程09级 1班学号 540901030107姓名邓震宇主要内容、基本要求、主要参考资料等：

主要内容：

要求学生在MATLAB 中采集语音信号，并对所采集的语音信号进行时域和频谱分析。给定滤波器的性能指标，采用双线性变换法设计滤波器滤除高频成分的信号，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化。

基本要求：

1、学会 MATLAB 的使用，掌握 MATLAB 的程序设计方法。

2、在MATLAB 下采集 Windows自带的“Windows XP 关机.wav ”语音信号。 3、掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。

4、利用MATLAB 环境采用双线性变换法设计数字滤波器滤出高频成分。 5、学会用 MATLAB 对信号进行分析和处理。 主要参考资料：

1、陈怀琛.MATLAB 及在电子信息课程中的应用[M].北京：电子工业出版社.2008,1

2、张文. 基于MATLAB 的语音信号的滤波与实现[J].山西电子技术.2008,2 3、徐靖涛. 基于MATLAB 的语音信号分析与处理[J].重庆科技学院学报2008,1

完成期限：2012.6.18—2012.6.22 指导教师签名： 课程负责人签名： 2012年6月15日 目录

1语音信号的分析. ...................................................................................... 1 1.1语音信号分析技术................................................................................ 1 1.2语音信号的时域分析. ........................................................................... 2

1.3语音信号的频域分析. ........................................................................... 3

2语音信号的采集. ...................................................................................... 3 3数字滤波器的设计.................................................................................. 4 4综合仿真分析. ........................................................................................... 5 5心得体会 ..................................................................................................... 7 6附录 ............................................................................................................... 8

基于MATLAB 的语音信号采集和双线性变换法滤波器设计1语音信号的分析 1.1语音信号分析技术

语音信号分析是语音信号处理的前提和基础，只有分析出可表示语音信号本质特征的参数，才有可能利用这些参数进行高效的语音通信、语音合成和语音识别等处理[8]。而且，语音合成的音质好坏，语音识别率的高低，也都取决于对语音信号分桥的准确性和精确性。因此语音信号分析在语音信号处理应用中具有举足轻重的地位。

贯穿于语音分析全过程的是“短时分析技术”。因为，语音信号从整体来看其特性及表征其本质特征的参数均是随时间而变化的，所以它是一个非平稳过程，不能用处理稳态信号的数字信号处理技术对其进行分析处理。但是，由于不同的语音是由人的口腔肌肉运动构成声道某种形状而产生的响应，而这种口腔肌肉运动相对于语音频率来说是非常缓慢的，所以从另一方面看，虽然语音信号具有时变特性，但是在一个短时间范围内(一般认为在10～30ms 的短时间内 ，其特性基本保持不变即相对稳定，因面可以将其看作是一个准稳态过程，即语音信号具有短时平稳性。所以任何语音信号的分析和处理必须建立在“短时”的基础上．即进行“短时分析”，将语音信号分为一段一段来分析其特征参数，其中每一段称为一“帧”，帧长一般取为10～30ms 。这样，对于整体的语音信号来讲，分析出的是由每一帧特征参数组成的特征参数时间序列。

根据所分析出的参数的性质的不同，可将语音信号分析分为时域分析、频域分析、倒领域分析等；时域分析方法具有简单、计算量小、物理意义明确等优点，但由于语音信号最重要的感知特性反映在功率谱中，而相位变化只起着很小的作用，