摘要
摘要
语音端点检测是指从一段语音信号中准确的找出语音信号的起始点和结束点，它的目的是为了使有效的语音信号和无用的噪声信号得以分离，因此在语音识别、语音增强、语音编码、回声抵消等系统中得到广泛应用。
目前端点检测方法大体上可以分成两类，一类是基于阈值的方法，该方法根据语音信号和噪声信号的不同特征，提取每一段语音信号的特征，然后把这些特征值与设定的阈值进行比较，从而达到语音端点检测的目的，该方法原理简单，运算方便，所以被人们广泛使用，本文主要对基于阀值的方法进行研究。另一类方法是基于模式识别的方法，需要估计语音信号和噪声信号的模型参数来进行检测。由于基于模式识别的方法自身复杂度高，运算量大，因此很难被人们应用到实时语音信号系统中去。
端点检测在语音信号处理中占有十分重要的地位，直接影响着系统的性能。本文首先对语音信号进行简单的时域分析，其次利用短时能量和过零率算法、倒谱算法、谱熵算法进行语音端点检测，并对这几种算法进行端点检测，并进行实验分析。本文首先分别用各算法对原始语音信号进行端点检测，并对各算法检测结果进行分析和比较。其次再对语音信号加噪，对不同信噪比值进行端点检测，分析比较各算法在不同信噪比下的端点检测结果，实验结果表明谱熵算法语音端点检测结果比其他两种方法好。
关键词语音端点检测；语音信号处理；短时能量和过零率；倒谱；谱熵
I
Abstract
Endpoint detection is a voice signal from the accurate speech signal to the identify start and the end points, the purpose is to enable to separated the effective voice signals and un-useful noise. So, in the speech recognition system, speech enhancement, speech coding, echo cancellation and other systems are widely used.
In Current the endpoint detection can be roughly divided into two categories, one is based on the threshold method based on the different characteristics of speech signal and the noise signals, a voice signal for each extracted feature, and then set the values of these thresholds compare with the values to achieve the endpoint detection purposes, This method is simple, it convenient operation, it is widely used, the main in this paper is based on the method of threshold method. Another method is based on the method of pattern recognition , it needs to estimate the speech signal and the noise signal model parameters were detected. Because is based on the method of pattern recognition and high self-complexity, a large amount of computation, so it is difficult to be use in real-time voice signal system for people.
The Endpoint detection is take a very important position in the speech recognition, it directly affects the performance of the system. In this article first domain analysis in simple speech signal time, than dual threshold algorithm, cepstrum algorithm, spectral entropy algorithm for endpoint detection, and these types of endpoint detection algorithms, and experimental analysis points. Firstly, the algorithm were used to the original speech signal detection, and the algorithm to analyze and compare results. Secondly, the speech signal and then adding noise, SNR values for different endpoint detection, analysis and comparison of various algorithms under different SNR endpoint detection results, experimental results show that the spectral entropy of speech endpoint detection
II
algorithm results better than the other two methods.
Keywords voice activity detection;Signal processing; Average energy use of short-term and short-time average zero-crossing rat; cepstrum; spectral entropy
III
毕业设计（论文）原创性声明和使
用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：
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本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：（签名）单位：（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：（签名）单位：（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：（签名）
年月日
III
目录
摘要........................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................. II 第1章绪论.. (1)
1.1课题背景 (1)
1.2语音端点检测现状 (1)
1.3相关工作 (2)
1.4本文主要研究内容 (3)
第2章语音信号时频域分析及预处理 (4)
2.1语音信号简述 (4)
2.2语音信号分析 (4)
2.2.1 时域分析 (5)
2.2.2 频域分析 (5)
2.3语音信号分析处理 (7)
2.3.1 预加重 (7)
2.3.2 加窗分帧 (8)
2.4本章小结 (9)
第3章语音端点检测算法研究 (10)
3.1语音端点检测 (10)
3.1.1 简述 (10)
3.1.2 语音端点检测原理 (10)
3.1.3 语音端点检测算法及实施方案 (12)
3.2基于短时能量和短时过零率的语音端点检测 (14)
3.2.1 短时平均能量 (14)
3.2.2 短时过零率 (16)
3.2.3 基于短时能量和短时过零率的双门限端点检测 (17)
3.2.4 双门限语音端点检测实验 (19)
3.3基于倒谱特征的语音端点检测 (20)
3.3.1 倒谱特征 (20)
3.3.2 倒谱距离 (20)
3.3.3 倒谱距离的检测算法流程 (23)
3.3.4 基于倒谱特征的语音端点检测试验分析 (25)
3.4基于谱熵的语音端点检测 (26)
3.4.1 谱熵特征 (26)
3.4.2 基于谱熵的端点检测流程 (27)
3.4.4 基于谱熵特征的语音端点检测试验分析 (28)
3.5算法比较 (30)
3.6本章小结 (33)
结论 (35)
参考文献 (36)
致谢 (37)
附录1.................................................................................. 错误！未定义书签。附录2.................................................................................. 错误！未定义书签。附录3.................................................................................. 错误！未定义书签。附录4.................................................................................. 错误！未定义书签。附录5.................................................................................. 错误！未定义书签。
V
目录 摘要........................................................................................ 错误!未定义书签。Abstract .................................................................................. 错误!未定义书签。第1章绪论.. 0 1.1课题背景 0 1.2语音端点检测现状 0 1.3相关工作 (2) 1.4本文主要研究内容 (3) 第2章语音信号时频域分析及预处理 (4) 2.1语音信号简述 (4) 2.2语音信号分析 (4) 2.2.1 时域分析 (5) 2.2.2 频域分析 (5) 2.3语音信号分析处理 (7) 2.3.1 预加重 (7) 2.3.2 加窗分帧 (8) 2.4本章小结 (9) 第3章语音端点检测算法研究 (10) 3.1语音端点检测 (10) 3.1.1 简述 (10) 3.1.2 语音端点检测原理 (10) 3.1.3 语音端点检测算法及实施方案 (12) 3.2基于短时能量和短时过零率的语音端点检测 (13) 3.2.1 短时平均能量 (14) 3.2.2 短时过零率 (16) 3.2.3 基于短时能量和短时过零率的双门限端点检测 (18) 3.2.4 双门限语音端点检测实验 (19) 3.3基于倒谱特征的语音端点检测 (20) 3.3.1 倒谱特征 (20) I
3.3.2 倒谱距离 (21) 3.3.3 倒谱距离的检测算法流程 (23) 3.3.4 基于倒谱特征的语音端点检测试验分析 (25) 3.4基于谱熵的语音端点检测 (26) 3.4.1 谱熵特征 (26) 3.4.2 基于谱熵的端点检测流程 (27) 3.4.4 基于谱熵特征的语音端点检测试验分析 (28) 3.5算法比较 (30) 3.6本章小结 (33) 结论.................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献................................................................................ 错误!未定义书签。致谢.................................................................................... 错误!未定义书签。附录1..................................................................................... 错误!未定义书签。附录2..................................................................................... 错误!未定义书签。附录3..................................................................................... 错误!未定义书签。附录4..................................................................................... 错误!未定义书签。附录5..................................................................................... 错误!未定义书签。
课题：基于能量和过零率的语音端点检测姓名：陈启望简盛龙颜艳丹 专业：2008级电子科学与技术（2）班 指导老师：胡朝炜 国立华侨大学信息科学与工程学院
一、前言 在复杂的应用环境下，从信号流中分辨出语音信号和非语音信号，是语音处理的一个基本问题。端点检测就是从包含语音的一段信号中确定出语音的起始点和结束点。正确的端点检测对于语音识别和语音编码系统都有重要的意义，它可以使采用的数据真正是语音信号的数据，从而减少数据量和运算量并减少处理时间。 二．方案选择 判别语音段的起始点和终止点的问题主要归结为区别语音和噪声的问题。 ①短时能量——如果能够保证系统的输入信噪比很高（即使最低电平的语音的能量也比噪声能量要高），那么只要计算输入信号的短时能量就基本能够把语音段和噪声背景区别开来。但是，在实际应用中很难保证这么高的信噪比，仅仅根据能量来判断是比较粗糙的。 ②短时平均过零率——它是语音信号时域分析中的一种特征参数。它是指每帧内信号通过零值的次数。在离散时间语音信号情况下，如果相邻的采样具有不同的代数符号就称为发生了过零。如果是正弦信号，其平均过零率就是信号频率的两倍除以采样频率，而采样频率是固定的。因此过零率在一定程度上可以反映信号的频率信息。语音信号不是简单的正弦序列，所以平均过零率的表示方法就不那么确切。 ③两级判决法——在用短时能量判断的同时，还需进一步利用短时平均过零率进行判断，因为清音比噪声的短时平均过零率比背景
噪声的平均过零率要高出高几倍。即基于能量和过零率的端点检测方法，也称双门限比较法。 综上所述，选择第三种方法，更加准确，实现的程序也不是很复杂。 三、方法的理论介绍 1.第一级判决 a.先根据语音短时能量的轮廓选取一个较高的门限T1，进行一个粗 判：语音起止点位于该门限与短时能量包络交点所对应的时间间隔之外（即AB段之外）。 b.根据背景噪声的平均能量确定一个较低的门限T2，并从A点往左、 从B点往右搜索，分别找到短时能量包络与门限T2相交的两个点C和D，于是CD段就是用双门限方法根据短时能量锁判定的语音段。 2.第二级判决 以短时平均过零率为标准，从C点往左和从D点往右搜索，找到短时平均过零率低于某个门限T3的两点E和F，这便是语音段的起
学习必备欢迎下载 第一课初识算法与程序设计 一、教学目标 1、知识与技能 （1）理解算法的概念，培养学生自我探索信息，高效获取信息的能力； （2）能初步利用算法解决简单的问题，培养学生的理论联系实际能力和动 手操作能力。 2、情感、态度、价值观 学生在学习过程中，通过亲身经历体验获得对此算法的感性认识，培养学 生自我获取信息、分析评价信息、、表达呈现信息的能力，进一步提高其信息素养。 二、教学重点难点 重点：算法概念的理解 难点：如何科学合理的选择和设计算法。 三、教学策略与手段 以趣味性问题设置情境，激发学生探索解决问题的兴趣，与学生进行互动 探讨，通过 Flash 演示材料，比较直观地把抽象的问题简单化，使学生的思考 逐步深入，从而总结出算法的概念，学会如何设计和选择算法，培养学生自主 探究学习的能力。 四、教学过程（ 1 课时） （一）我们来共同寻找下面一些生活中比较现实的问题的解决方法。 【问题一】天下真的有“不要钱的午餐”吗？ 某一餐馆门口海报上写着“不要钱的午餐”，规则如下：在三个月内，来
的顺序都坐一遍，以后来吃饭就可永远免费” 。于是有人想，这太容易了，每人每次坐不同的位置，吃五次不就行了？于是他就叫上自己的朋友参加这项活动，可是，吃了十次之后，还没有吃上免费午餐，这是怎么回事呢？ 学生们感觉非常有意思，很快以小组为单位进行热烈的讨论并得出了破解问题 的步骤：①第一个座位５个人都有坐的机会②第二个座位只有４个人中的任一 个有坐的机会（一个人不能同时坐两个座位）③第三个座位只有３个人中的任 一个有坐的机会④第四个座位只有２个人中的任一个有坐的机会⑤第五个座位 只有１个人有坐的机会⑥计算：５×４×３×２×１＝１２０⑦得出结论：需 要吃１２０次才有可能吃上免费午餐。 【问题二】有三个和尚和三个妖怪过河，只有一条能装下两个人的船，在河的 任何一方或者船上，如果妖怪的人数大于和尚的人数，那么和尚就会有被吃掉 的危险。你能不能找出一种安全的渡河方法呢？请写一写你的渡河方案。学 生：学生讨论回答。 〖展示步骤〗 ①两个妖怪先过河，一个妖怪回来； ②再两个妖怪过河，一个妖怪回来； ③两个和尚过河，一个妖怪和一个和尚回来； ④两个和尚过河，一个妖怪回来； ⑤两个妖怪过河，一个妖怪回来； ⑥两个妖怪过河。 【F lash 动画展示】通过讨论和动画展示，我们可以知道，计算机解决问题和 人解决问题一样需要有清晰的解题步骤。算法就是解决问题的程序或步骤。（二）【课件展示】算法的概念：
C语言程序设计论文 鸡西大学 08电气与信息工程系 班级：软件2班 姓名：范孝龙
设计题目：贪吃蛇 正文： 一、引言： 贪吃蛇这一游戏实训中初次接触，通过操作熟悉，觉知此游戏简单易行，操作方便，而且娱乐性较强，应该吸引了不少游戏的钟爱者人。这一款游戏紧紧地抓住了人们的心理，虽然简单，却起乐无穷，在人们不断追求更多的欲望下，该游戏给人们带来了追逐的快感，以及成功后的满足感，对于一直处于高压下的现代人是很好的放松工具，令人百玩不厌。 二、系统分析： 1）可行性分析：首先，贪吃蛇用C语言编程，有很好的技术可行性，在MYTC下也能顺利运行,可以说在技术方面，只要掌握代码编写知识，就不会有多大的问题。其次，贪吃蛇这类小游戏，还能够下载到手机上玩，所以，更容易为人们所接受，这就展现它的经济可行性也会不赖。再次，无论是电脑还是手机或游戏机，在操作上它都很简单，一学就懂，又证实了它的操作可行性。 2）需求分析：游戏是人们生活中不可或缺的，是一个人从小到大，真正伴随他成长的东西。游戏在娱乐中占有着很重要的地位，不论是一个玩具，还是一个能和伙伴一起开心的小游戏，都是能给我们留下很多美好的回忆。所以不论是什么样的游戏，只要它能迎合人们内心的某种需求，它的市场总会是好的。贪吃蛇，是个简单的小游戏，但却能给人以放松，让我们从繁重的日常生活中解脱出来，得到身心
的放松，现在的人，不管是已经工作的，还是还未进入社会的学生，都面临着很大的压力，而这样一款能让我们随时随地都能享受的游戏，其魅力还是不可估量的。 贪吃蛇，之所以取这样的名字，去用意还是很明显的。贪吃蛇其实并不贪，它只是人不断向前追求的象征。就像现代的人只有不断努力向前才能得到自己想要的。而食物也是随机出现的，就像现在社会存在的机会，而我们只有找好自己的目标才能成功。虽然现在市面上存在着各种各样的游戏版本，可是贪吃蛇其市场还是相当大的。因为它的特殊在于它能吸引人更深入，爱不释手。随着游戏速度不断加快，其刺激性也更强。 我觉得该游戏的优势在于它的简单易行，不论是手机，还是小游戏机，都能很快顺利的运行，对于在外忙碌的人，不可能花费大量时间在娱乐上，大型游戏是行不通的，这样的小游戏刚好迎合了他们的需求。 三、设计目的： 进一步培养结构化程序设计的思想，加深对高级语言基本语言要素和控制结构的理解；针对C语言中的重点和难点内容进行训练，能够独立完成有一定工作量的程序设计任务，同时培养好的程序设计风格；掌握C语言的编程技巧和上机调试程序的方法；掌握程序设计的常用算法；加强对所学知识的巩固。 四、设计思想及其编码过程概述： 1）这个程序的关键是表示蛇的图形以及蛇的移动。用一个小矩
语音端点检测方法研究1 沈红丽，曾毓敏，李平，王鹏 南京师范大学物理科学与技术学院，南京（210097） E-mail：orange.2009@https://www.doczj.com/doc/b118901719.html, 摘要: 端点检测是语音识别中的一个重要环节。有效的端点检测技术不仅能减少系统的处理时间,增强系统处理的实时性,而且能排除无声段的噪声干扰,增强后续过程的识别性。可以说,语音信号的端点检测至今天为止仍是有待进一步深入的研究课题.鉴于此,本文介绍了语音端点算法的基本研究现状,接着讨论并比较了语音信号端点检测的方法,分析了各种方法的原理及优缺点,如经典的基于短时能量和过零率的检测方法,基于频带方差的检测方法,基于熵的检测方法,基于倒谱距离的检测方法等.并基于这些方法的分析,对端点检测方法做了进行了总结和展望,对语音信号的端点检测的进一步研究具有深远的意义。 关键词：语音信号；端点检测；噪声 中图分类号：TP206. 1 1. 引言 语音信号处理中的端点检测技术,是指从包含语音的一段信号中确定出语音信号的起始点及结束点。语音信号的端点检测是进行其它语音信号处理(如语音识别、讲话人识别等)重要且关键的第一步. 研究表明[1],即使在安静的环境中,语音识别系统一半以上的识别错误来自端点检测器。因此,作为语音识别系统的第一步,端点检测的关键性不容忽视,尤其是噪声环境下语音的端点检测,它的准确性很大程度上直接影响着后续的工作能否有效进行。 确定语音信号的起止点, 从而减小语音信号处理过程中的计算量, 是众多语音信号处理领域中一个基本而且重要的问题。有效的端点检测技术不仅能减少系统的处理时间,增强系统处理的实时性,而且能排除无声段的噪声干扰,增强后续过程的识别性。可以说,语音信号的端点检测至今天为止仍是有待进一步深入的研究课题。 2. 语音端点检测主要方法和分析 在很长一段时间里,语音端点检测算法主要是依据语音信号的时域特性[2].其采用的主要参数有短时能量、短时平均过零率等,即通常说的基于能量的端点检测方法。这些算法在实验室环境下具有良好的性能,但在噪声环境下,则无法达到其应有的效果。近年来,随着通信业的迅猛发展,又出现了很多的语音端点检测算法。它们主要是通过采用各种新的特征参数,以提高算法的抗噪声性能。如基于倒谱系数[3]、频带方差[4]、自相关相似距离[5] 、信息熵[6]等也逐渐的被应用到端点检测中。有时,还通过将信号的几种特征组合成为一个新的特征参数来进行端点检测。 2.1基于短时能量和短时平均过零率的检测方法 该方法也称为双门限比较法,它是在短时能量检测方法的基础上,加上短时平均过零率,利用能量和过零率作为特征来进行检测.在信噪比不是很低的情况下,根据语音信号的能量大于噪声噪声能量的假设,通过比较输入信号的能量与语音能量阈值的大小,可以对语音段和非语音段加以区分[7].输入每帧信号的能量可由下式得到[7-8]: 1本课题得到江苏省普通高校自然科学研究计划资助项目（项目批准号：07KJD510110）的资助。
浙江科技学院学报,第19卷第3期,2007年9月Jo ur na l of Zhejiang U niv ersity of Science and T echnolog y Vo l.19No.3,Sep.2007 收稿日期:2007 04 23 作者简介:张震宇(1976 ),男,浙江兰溪人,讲师,硕士,主要从事电子技术和语音信号处理的研究。 基于Matlab 的语音端点检测实验研究 张震宇 (浙江科技学院自动化与电气工程学院,杭州310023) 摘 要:端点检测在语音识别中占有十分重要的地位,直接影响着系统的性能。今借助于M atlab 这一功能强大的工具,成功地开展了语音端点检测的实验研究。首先简介端点检测涉及的几个基本概念,然后分析端点检测的基本方法,最后分别进行孤立字、孤立词的语音检测实验;重点阐述实验开展的具体过程,并给出部分关键源代码。实验取得了良好的效果。 关键词:端点检测;短时能量;过零率;M atlab 中图分类号:T P391.42 文献标识码:A 文章编号:1671 8798(2007)03 0197 05 Expe rime ntal Study on Speec h Endpoint Detection Base d on Matlab ZH ANG Zhen y u (Schoo l o f Automat ion and Electr ical Engineer ing,Zhejiang U niv ersity of Science and T echnolog y,H angzhou,310023,China) Abstract:Endpoint detection plays an important ro le in speech recog nition,w hich dir ectly af fects perform ance of the speech system.With M atlab,exper im ents to detect speech endpoint are developed successfully.Firstly ,several basic concepts are introduced briefly.T hen,the basic method for endpoint detection is analyzed.At last,2experiments for isolated wo rd are car ried out.T he detailed ex perim ent procedure is focused on and par t of key source codes is given,w hich gains favourable effect. Key words:endpo int detection;short term energy ;zer o crossing r ate(ZCR);M atlab 所谓端点检测,就是从一段给定的语音信号中找出语音的起始点和结束点。在语音识别系统中,正确、有效地进行端点检测不仅可以减少计算量和缩短处理时间,而且能排除无声段的噪声干扰、提高语音识别的正确率。研究表明,即使是在安静的环境下,语音识别系统一半以上的错误可能主要来自端点检测 [1] 。除此之外,在语音合成、编码等系统 中,高效的端点检测也直接影响甚至决定着系统的主要性能。因此,端点检测的效率、质量在语音处理系统中显得至关重要,广泛开展端点检测实现手段方面的研究,有一定的现实意义。 笔者查阅了大量关于端点检测的文献资料,典型的如文献[2 5]等,发现大部分文献把重点放在理论分析层面上,集中研究了如何较好地改进检测方
短时能量matlab实现: [x]=wavread('song1.wav'); x=x/max(abs(x)); figure; subplot(3,1,1); plot(x); axis([1 length(x) -1 1]); ylabel('Speech'); FrameLen=240; FrameInc=80; yframe=enframe(x,FrameLen,FrameInc); amp1=sum(abs(yframe),2); subplot(3,1,2); plot(amp1); axis([1 length(amp1) 0 max(amp1)]); ylabel('Amplitude'); legend('amp1=∑│x│'); amp2=sum(abs(yframe.*yframe),2); subplot(3,1,3); plot(amp2); axis([1 length(amp2) 0 max(amp2)]); ylabel('Energy'); legend('amp1=∑│x*x│'); 短时过零率matlab实现: [x]=wavread('song1.wav'); figure; subplot(3,1,1); plot(x); axis([1 length(x) -1 1]); ylabel('Speech'); FrameLen = 240; FrameInc = 80; amp = sum(abs(enframe(filter([1 -0.9375], 1, x), FrameLen, FrameInc)), 2); subplot(312) plot(amp); axis([1 length(amp) 0 max(amp)]) ylabel('Energy'); tmp1 = enframe(x(1:end-1), FrameLen, FrameInc); tmp2 = enframe(x(2:end) , FrameLen, FrameInc); signs = (tmp1.*tmp2)<0; diffs = (tmp1 -tmp2)>0.02; zcr = sum(signs.*diffs, 2); subplot(3,1,3); plot(zcr);
C语言程序设计论文学校：天津电子信息职业技术学院 系别：电子技术系 专业：通信技术 班级：通信S13-26 学号：89757 姓名：王磊
C语言课程设计报告 一、设计题目：计算器 二、设计目标：进一步加深、巩固学生所学专业课程（《C语言》）的基本理论知识，理论 联系实际，进一步培养学生综合分析问题和解决问题的能力。掌握运用C语言独立地编写、调试应用程序和进行其它相关设计的技能，充分发挥广大同学的潜力，使他们通过本次课程设计而得到全面的锻炼。 三、设计内容： 1.设计系统的功能框图、流程图； 2.编写计算器的源程序代码； 3.上机调试； 4.答辩； 5.书写实习报告。 四、课程设计所用设备：每人一台计算机。 五、课程设计系统组成及模块功能： （1）主函数模块 （2）设置系统进入图形模块 （3）初始化图形系统模块 （4）计算器计算函数模块 （5）窗口函数模块 （6）设计鼠标图形函数模块 （7）获取特殊键函数模块 六、软件环境：Visual c++6.0 七、课程设计要求：在计算机上操作，通过Visual c++6.0，设计出“计算器”程序。 八、应提交的材料：实习报告一份，内容包含“计算器”程序代码。 设计报告： 程序代码：#include
#include
[x]=wavread('song1.wav'); x=x/max(abs(x)); figure; subplot(3,1,1); plot(x); axis([1 length(x) -1 1]); ylabel('Speech'); FrameLen=240; FrameInc=80; yframe=enframe(x,FrameLen,FrameInc); amp1=sum(abs(yframe),2); subplot(3,1,2); plot(amp1); axis([1 length(amp1) 0 max(amp1)]); ylabel('Amplitude'); legend('amp1=∑│x│'); amp2=sum(abs(yframe.*yframe),2); subplot(3,1,3); plot(amp2);
axis([1 length(amp2) 0 max(amp2)]); ylabel('Energy'); legend('amp1=∑│x*x│'); [x]=wavread('song1.wav'); figure; subplot(3,1,1); plot(x); axis([1 length(x) -1 1]); ylabel('Speech'); FrameLen = 240; FrameInc = 80; amp = sum(abs(enframe(filter([1 -0.9375], 1, x), FrameLen, FrameInc)), 2); subplot(312) plot(amp); axis([1 length(amp) 0 max(amp)]) ylabel('Energy'); tmp1 = enframe(x(1:end-1), FrameLen, FrameInc); tmp2 = enframe(x(2:end) , FrameLen, FrameInc); signs = (tmp1.*tmp2)<0; diffs = (tmp1 -tmp2)>0.02; zcr = sum(signs.*diffs, 2); subplot(3,1,3); plot(zcr); axis([1 length(zcr) 0 max(zcr)]) ylabel('ZCR'); [x,fs,nbits]=wavread('song1.wav'); x = x / max(abs(x));%幅度归一化到[-1,1] %参数设置 FrameLen = 256; %帧长 inc = 90; %未重叠部分 amp1 = 10; %短时能量阈值 amp2 = 2; zcr1 = 10; %过零率阈值 zcr2 = 5; minsilence = 6; %用无声的长度来判断语音是否结束 minlen = 15; %判断是语音的最小长度 status = 0; %记录语音段的状态 count = 0; %语音序列的长度 silence = 0; %无声的长度 %计算过零率 tmp1 = enframe(x(1:end-1), FrameLen,inc);
算法与程序设计思想 【基本信息】 【课标要求】 （一）利用计算机解决问题的基本过程 （1）结合实例，经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程，认识算法和程序设计在其中的地位和作用。 （2）经历用自然语言、流程图或伪代码等方法描述算法的过程。 （4）了解程序设计语言、编辑程序、编译程序、连接程序以及程序开发环境等基本知识。 【学情分析】 高一年级的学生已具备了一定的观察、思考、分析和解决问题能力，也已有了顺序结构、分支结构、循环结构等知识的储备。因此，对于如何将解决问题的思路画成流程图已有一定的基础，但可能还不很熟练，尤其对刚学过的循环结构，教师在课堂上要注意引导。 『此处说“已有了顺序结构、分支结构、循环结构等知识的储备”，应该是指在必修部分对“计算机解决实际问题的基本过程”已有所体验与了解，或是指已学习过数学中相关模块的知识，这是本案例教学得以实施的必不可少的前提条件。』 【教学目标】 1.知识与技能： 建立求一批数据中最大值的算法设计思想，并将算法的设计思想用流程图表示出来。 2.过程与方法： 利用现实生活中比较身高的活动，以及对武术比赛中“打擂台”流程的逐步梳理，让学生学会从此类生活实际中提炼出求最大值的思想方法，即算法思想。 培养学生分析问题、解决问题的能力，让学生学会在面对问题时能梳理出解决问题的清晰思路，进而设计出解决某个特定问题的有限步骤，从而理解计算机是如何解决、处理某种问题的。 『在过程上，通过现实生活中的实例来引导学生总结“求最大值”的算法思想。过程的实现关键在于实例引用是否贴切，是否有利于学生向抽象结论的构建。本案例的实例选择是符合这一要求的。在方法上，注重培养学生分析、解决问题的一般能力，再次体验与理解应用计算机解决问题的基本过程，为后面更一步的学习打下基础，积累信心。』 3.情感态度与价值观：
课程设计报告 题 目 操作系统算法设计 课 程 名 称 操作系统课程设计 院 部 名 称 计算机工程学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 14计算机科学与技术单 学 生 姓 名 邵佳楠 学 号 141320100 课程设计地点 A107 课程设计学时 20学时 指 导 教 师 潘 金陵科技学院教务处制 成绩
目录 摘要 (2) 一、课程设计的目的和要求 (3) 二、系统需求分析 (3) 三、总体设计 (3) 四、详细设计 (4) 五、测试、调试过程 (7) 六、结论与体会 (16) 附录：源程序 (17) 摘要 (32) 一、课程设计的目的和要求 (33) 二、系统需求分析 (33) 三、总体设计 (33) 四、详细设计 (33) 五、测试、调试过程 (34) 六、结论与体会 (38) 附录：源程序 (39) 摘要 (47) 一、设计的目的和要求 (47) 二、系统需求分析 (48) 三、总体设计 (48) 四、详细设计 (48) 五、测试、调试过程 (50) 六、结论与体会 (54) 附录：源程序 (55)
操作系统算法设计-进程调度程序 摘要 随着计算机的普及，人们生活得到极大改善，人们在精神方面也同样需要提高，所以越来越多的人进行着各种各样的学习。操作系统是计算机中最重要的环节之一，也是计算机专业学生的一门重要的专业课程。操作系统的好坏，直接影响整个计算机系统的性能和用户对计算机的使用。一个精心设计的操作系统能极大的扩展计算机的功能，充分发挥系统中的各种设备的使用效率，提高系统的可靠性。由于操作系统中各种软硬件资源的管理，内容比较繁琐，具有很强的实践性，要学好这门课程，必须把理论和时间紧密结合，才能取得较好的学习效果。 本次课程设计师在学习完《操作系统教程》后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让学生更好的掌握操作系统的原理以及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强对学生的动手能力。 熟悉“最高优先级优先调度算法”、“基于时间片轮转法”、“多级反馈队列调度算法”、“最高优先级优先算法”，虽然不用全部每一个都弄清楚，但是了解其中的算法思想也是有好处的。 关键词：最高优先级优先调度算法、基于时间片轮转法、多级反馈队列调度算法、最高优先级优先算法
解析法 一、基本说明 1、教学内容所属模块：信息技术选修1《算法与程序设计》 2、年级：高一年级 3、所用教材出版单位：上海科技教育出版社 4、所属的章节：第三章第一节 5、学时数：45分钟 二、教学设计 1、教学目标： （1）了解解析算法的基本概念。通过实例的学习，掌握用解析算法设计程序的基本思路。 （2）学会根据问题寻找恰当算法和解决问题的方法，并进一步理解分析问题、设计算法、编写程序、调试程序这一用计算机解决问题的过程和方法。 （3）学会合作、交流，培养勇于实践、勤于思考和善于总结的精神和态度。 2、内容分析： 本节内容为用解析法设计程序，解析法是一种最基本的常用算法，在之前三种基本结构程序设计的例题分析中也曾使用过，该算法的分析也为今后的各种算法学习做好了准备。本课教学重点是“理解解析算法的思想，能写出求解问题的解析式并用程序实现”，本课的教学难点是“如何学会分析问题，合理设计算法，建立求解问题的解析式”。 3、学情分析： 学生已经具备了可视化编程的能力及程序设计的基本技能，这样就可以将教学的重点放在算法的分析上，培养学生解决实际问题的能力。 4、设计思路： 本课采用一个测量树高的例子进行引入，用简单的例子分析解析算法，然后采用教材上的活动“求解铁丝问题”让学生掌握解析算法的实现过程，用“求岛屿面积”的实践环节巩固学生的学习。课堂教学中主要采用任务驱动、分析归纳、小组合作、自主探究相结合的学习方法。
题 2’ 从A、B两点仰角的角度与两点之 间的距离可计算出MN的高度。 引出课题：解析法 探究学习 8’[学习任务一] 问题：MN是竖直于地面的物体， 其底部N不可到达。为了测量MN 的高度，在地面上选取一条与MN 在同一平面的水平线线段AB为 基线，测得AB的长为a=20米， 在A点向M点张望的仰角α =38.4°，在B点向M点张望的仰 角β=22.8°。试设计程序计算高 度MN。 要求：完成“学习任务一”（填 写电子文档） 1、问题分析：怎样写出计算表达 式。（请学生回答） 2、设计求解表达式MN=a/(1/tan β- 1/tanα)的算法。 (以下部分小组合作完成) 3、实现应用程序：老师提供程序 的可视化界面及不完整的程序， 要求学生程序填空，完善程序。 4、将程序输入到程序窗体的按钮 中并调试计算本题结果。附带计 算学校中一棵桂花树和一棵龙柏 的高度。 1、由α、β与a 推导出计算表达 式。 2、根据计算表达 式，分析解题算 法。 3、小组合作，填 空完成程序，交流 填空结果。 4、复制程序，调 试并得出运算结 果。 让学生在 老师的带 领下了解 解析法解 题的一般 过程。 学习小结2’老师提问：请同学说说求解任务 一的步骤是怎样的？ 老师用流程图表示这个步 骤，提出解析法的概念。 了解解析算法的 概念。 让学生初 步了解解 析算法的 概念。 [学习任务二]求解“铁丝问题” “智力大比拼”活动： （1）一根长为6米，可制作一个 2平方米的矩形框，问该矩形长 和宽各为多少？ （2）上面同样的问题，制作的面 积为2.1平方米，那么长、宽各 参与“智力大比 拼”活动。 产生计算机程序 解决问题与简单 人脑思维运算的 比较。 让学生参 与“智力大 比拼”活 动，产生冲 突，激发学 生学习的 兴趣。
算法设计与分析课程论文 1．引言 算法设计与分析是数据结构的有力补充，从中可以了解到算法设计的奥妙以及对数据结构中的数据存储结构更深层次的运用。计算机算法设计与分析是面向设计的、处于核心地位的一门学科。算法是一组有穷的规则，它规定了解决某一特定类型问题的一系列运算。算法设计是一件非常困难的工作，常用的算法设计方法有：分治法、贪心方法、动态规划、回溯法、分枝－限界法、基本检索与周游方法、遗传算法等。 本文主要对算法设计与分析中的递归算法以及动态规划算法进行了总结、分析以及对具体问题的编程实现。 2．递归算法分析 2.1递归算法简介与特点 递归就是在函数或子过程的内部，直接或间接地调用自己的算法；递归算法是从下往上进行思维，需要对问题有全局的了解；在使用递归算法时，必须至少测试一个可以终止递归的条件，并且还必须对在合理的递归调用次数内未满足此类条件的情况进行处理，如果没有一个在正常情况下可以满足的条件，则过程将陷入执行无限循环的高度危险之中；递归算法的描述非常简洁而易于理解，但因重复计算和较大的堆栈消耗使递归算法的解题的运行效率较低；并不是所有的语言都支持递归，在递归调用的过程当中系统为每一层的返回点、局部量等开辟了栈来存储，递归次数过多容易造成栈溢出等不利编程的因素，所以一般不提倡用递归算法设计程序。 2.2递归过程 递归过程是直接调用自己或通过一系列的过程调用语句间接调用自己的过程。在一个过程的运行期间调用另一个过程时，在执行被调用过程之前，系统要先把所有的实在参数返回地址等信息传递给被调用的过程保存，为被调用过程的局部变量分配存储空间，将控制转移到被调用入口。接下来从被调过程返回调用过程要保存被调用过程的计算结果，释放被调用过程的数据区，依照被调过程保存的返回地址将控制转移到调用过程。该过程服从后调用先返回的原则。
语音端点检测方法研究 文章在研究语音识别系统中端点检测基本算法的基础上，分别对利用双门限的端点检测方法、利用小波变换的端点检测方法、利用倒谱相关理论的端点检测方法原理进行了阐述和说明，并对几种端点检测方法的特点进行了分析。 标签：端点检测；双门限；小波变换；倒谱 1 概述 就一般情况下来讲，在语音通信过程当中，大多采用有线电话网的方式来进行，但是由于某些地区环境及场合需要等因素，则需要通过无线电台来作为通信方式。与此同时，在其实际应用过程中，整个通话过程由语音控制来实现。具体来讲，有线方说话时本地无线电台则处于发射状态，相对应来讲远端无线电台为接收状态，相反来讲，当有线方沉默的时候，无线电台工作状态发转。其中，语音端点检测方法和技术是关键，基于从某段语音信号当中来准确判断语音位置（起始点与终止点），从而有效地区分是否为语音信号这样的目的。该技术对于减少数据的采集量、降低或者排除噪声段的干扰以及提高系统识别性能等方面具有关键作用。 2 利用双门限进行语音端点检测 首先确定短时能量和短时过零率符合端点起点判定条件的帧，接着再根据短时过零率和短时能量符合端点终点判定条件的帧。除此之外，对于一些突发性噪声检测，比如由于门窗开关所引起的噪声，相对应来讲我们可以通过设置最短时间门限来进行判断。具体来讲，当处于静音这一语音信号端点检测段时，如数值比低门限还低，与此同时最短时间门限大于计时长度，那么我们基本上可以确定这是一段噪音。 双门限的检测算法结合了短时能量和短时过零率的优点，在得到的端点检测结果中，其精确度和浊音检测都能得到很好的保证。现在有很多的端点检测算法都是根据双门限的算法进行不同的改进，能使其各有优劣，从而适应于不同的情况和环境。 3 利用小波变换进行语音端点检测 小波变换属于时频分析的一种，具体来说是空间（时间）和频率的局部变换，因而能有效的从信号中提取信息。小波变换能将信号在时域中表现不了的特征在频域中表现出来。因此，利用小波变换的这一个特性，根据有效的说话人的声音数据和背景噪声数据的频谱存在明显差异的特征来进行端点检测。一般有效的说话人的声音数据的频谱分布范围很大，而且频率的值也很大。而背景噪声的频谱变化不大，而且值也较小。因此先将语音数据分帧，将分帧后的数据进行一次小波变换，再对小波变换后的数据计算方差，如果计算的结果大于一定的阈值，那
实验一语音信号端点检测 一、实验目的 1．学会MATLAB 的使用，掌握MATLAB 的程序设计方法； 2．掌握语音处理的基本概念、基本理论和基本方法； 3．掌握基于MATLAB 编程实现带噪语音信号端点检测； 4．学会用MATLAB 对信号进行分析和处理。 5. 学会利用短时过零率和短时能量，对语音信号的端点进行检测。 二、实验仪器设备及软件 HP D538、MATLAB 三、实验原理 端点检测是语音信号处理过程中非常重要的一步，它的准确性直接影响到语音信号处理的速度和结果。本次实验利用短时过零率和短时能量相结合的语音端点检测算法利用短时过零率来检测清音，用短时能量来检测浊音，两者相配合便实现了信号信噪比较大情况下的端点检测。 算法对于输入信号的检测过程可分为短时能量检测和短时过零率检测两个部分。算法以短时能量检测为主，短时过零率检测为辅。根据语音的统计特性，可以把语音段分为清音、浊音以及静音（包括背景噪声）三种。在本算法中，短时能量检测可以较好地区分出浊音和静音。对于清音，由于其能量较小，在短时能量检测中会因为低于能量门限而被误判为静音；短时过零率则可以从语音中区分出静音和清音。将两种检测结合起来，就可以检测出语音段（清音和浊音）及静音段 1、短时能量计算 定义n 时刻某语言信号的短时平均能量En 为： ∑∑--=+∞∞--=-=n N n m m n w m x m n w m x En )1(22 )]()([)]()([ 式中N 为窗长，可见短时平均能量为一帧样点值的平方和。特殊地，当窗函数为矩 形窗时，有∑--== n N n m m x En )1(2)( 2、短时过零率 过零就是指信号通过零值。过零率就是每秒内信号值通过零值的次数。
电子科技大学 UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 算法分析与设计结业论文 Algorithm analysis and design 论文题目PID算法实例分析设计 课程名称算法分析与设计 上课地点清水河立人楼B106 学生姓名范昊洋 学号2015170201032 年月日
PID算法实例分析与设计 一，摘要 在对机械器件（如电机，电热水器等）进行电子控制的实现时，经常会由于被控制器件的被控制量的变化以及反馈存在一定的机械延迟导 致控制的效果不理想，精度不高。尤其是在控制对于实时系统的控制要 求极高的设备，如小车，四轴飞行器，3D打印机等对电机的控制要求非 常高，就要求有合适的算法对这些器件进行控制。PID算法应运而生。 在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。 它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选 定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象 ──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象，PID控制器是 一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、…）。 控制点包含三种比较简单的PID控制算法，分别是：增量式算法，位置式算法，微分先行。这三种PID算法虽然简单，但各有特点，基本 上能满足一般控制的大多数要求。 本文将以一个具体的用于控制两轮平衡小车的PID算法c语言实例对PID算法进行分析与设计。本实验中使用的处理器是ST公司的 STM32f103C8T6芯片，硬件方面，使用市场上广泛使用的陀螺仪mpu6050 作为加速度传感器和方位传感器，使用tb6612芯片制作点击驱动部分， 直流减速电机作为小车的电机。编译器是keil公司的mdk for arm（keil5）。 关键词：PID算法，stm32，平衡小车，mpu6050 二，实验设计 1.PID算法的初步设计准备 在进行实际算法设计之前，首先要进行一些准备工作，确保后续的PID算法设计能够顺利进行。在此之前首先深入了解PID算法设计思路。 第一要明确设计目的，设计目标是制作一个能够保持平衡的两轮平衡小车，那么首先要保持平衡，其次要能够正常直线行走，再次能实现 转向，一个小车就完成了。所以为了完成这些功能的设计，首先要有一 个功能足够的PID体系。 比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。 积分（I）控制
华南理工大学《语音信号处理》实验报告 实验名称：端点检测 姓名： 学号： 班级：11级电信3班 日期：2013年4 月19日
1.实验目的 1．语音信号端点检测技术其目的就是从包含语音的一段信号中准确地确定语音的起始点和终止点，区分语音和非语音信号，它是语音处理技术中的一个重要方面。本实验的目的就是要掌握基于MATLAB编程实现带噪语音信号端点检测，利用MATLAB对信号进行分析和处理，学会利用短时过零率和短时能量，对语音信号的端点进行检测。 2. 实验原理 1、短时能量 语音和噪声的区别可以体现在它们的能量上，语音段的能量比噪声段能量大，语音段的能量是噪声段能量叠加语音声波能量的和。在信噪比很高时，那么只要计算输入信号的短时能量或短时平均幅度就能够把语音段和噪声背景区分开。这是仅基于短时能量的端点检测方法。 信号{x(n)}的短时能量定义为: 语音信号的短时平均幅度定义为: 其中w(n)为窗函数。 2、短时平均过零率 短时过零表示一帧语音信号波形穿过横轴(零电平)的次数。过零分析是语音时域分析中最简单的一种。对于连续语音信号，过零意味着时域波形通过时间轴；而对于离散信号，如果相邻的取样值的改变符号称为过零。过零率就是样本改变符号次数。
信号{x(n)}的短时平均过零率定义为: 式中，sgn为符号函数，即: 过零率有两类重要的应用:第一，用于粗略地描述信号的频谱特性;第二，用于判别清音和浊音、有话和无话。从上面提到的定义出发计算过零率容易受低频干扰，特别是50Hz交流干扰的影响。解决这个问题的办法，一个是做高通滤波器或带通滤波，减小随机噪声的影响；另一个有效方法是对上述定义做一点修改，设一个门限T，将过零率的含义修改为跨过正负门限。 于是，有定义: 3、检测方法 利用过零率检测清音，用短时能量检测浊音，两者配合。首先为短时能量和过零率分别确定两个门限，一个是较低的门限数值较小，对信号的变化比较敏感，很容易超过；另一个是比较高的门限，数值较大。低门限被超过未必是语音的开始，有可能是很短的噪声引起的，高门限被超过并且接下来的自定义时间段内的语音超过低门限，意味着信号开始。 此时整个端点检测可分为四段：静音段、过渡段、语音段、结束。实验时使用一个变量表示当前状态。静音段，如果能量或过零率超过低门限，就开始标记起始点，进入过渡段。过渡段当两个参数值都回落到低门限以下，就将当前状态