基于matlab变声器的设计

信号与系统课程设计(论文)设计（论文）题目变声器的设计与实现学院名称专业名称学生姓名学生学号任课教师设计（论文）成绩教务处制2016年11月10 日摘要变声器的原理是通过改变输入声音频率，进而改变声音的音色，音调，是输出声音在感官上与原声音不同。

变声器是借助对声音音色和音调的双重改变而使输出声音改变。

目前，变声器被运用在各个领域，比如保护人生安全，防止打击报复，还有各种软件上都有变声软件。

在实验室里我们有两个方法到达变声的目的。

一是通过MATLAB编写程序对声音信号的时频域进行分析，通过傅里叶变换进行频谱分析，得到声音的特征，将男女生的声音进行对比，得出男女生声音的主要频段，分析男女生声音的特征；再对所得信号进行滤波处理，最后改变声音的音色和音调，到达变声的目的。

二是通过硬件来实现，我们用RTS0072B来实现变声，可以减少变声的步骤，但是需要硬件电路板来实现变声电路[1]。

关键词：MATLAB;RTS0072B;变声目录摘要 (2)第1章引言 (4)1.1设计背景 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计要求 (4)第2章实验原理 (5)第3章基于MATLAB的语音信号分析 (6)3.1 常见声音信号的频率范围 (6)3.2 声音信号的时域和频域分析（程序详见附录（1）） (6)3.3 声音信号的滤波处理（程序详见附录（2）） (7)第4章基于STC89C52的变声器设计 (9)4.1硬件实现 (9)4.1.1实验器材 (9)4.1.2 实验原理图 (9)4.1.3 RST0072B芯片 (10)4.1.4 ISD1700存储芯片 (11)4.1.5 硬件实物图 (11)4.2软件实现 (12)第5章实验总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)第1章引言1.1设计背景变声器是通过改变输入音频的音色、音调，并将变声后的音频输出的工具。

根据变声器材质不同，变声器分为变声器硬件和变声器软件。

变声器硬件，即通过硬件实现变声的工具，譬如，知名动画名侦探柯南中，柯南侦破案件时扮演毛利小五郎时，使用的蝴蝶结，就是一种变声器，柯南正是通过这一蝴蝶结，模拟成毛利小五郎的声音，进行案件侦破的，这一变声器可称之为蝴蝶结变声器。

基于MATLAB的语音信号处理与识别系统设计与实现一、引言语音信号处理与识别是人工智能领域中的重要研究方向之一，随着深度学习和人工智能技术的不断发展，基于MATLAB的语音信号处理与识别系统设计与实现变得越来越受到关注。

本文将介绍如何利用MATLAB进行语音信号处理与识别系统的设计与实现。

二、MATLAB在语音信号处理中的应用MATLAB作为一种强大的科学计算软件，提供了丰富的工具箱和函数库，可以方便地进行语音信号处理。

在语音信号处理中，MATLAB可以用于语音信号的采集、预处理、特征提取、模型训练等各个环节。

通过MATLAB提供的工具，可以高效地对语音信号进行分析和处理。

三、语音信号处理流程1. 语音信号采集在语音信号处理系统中，首先需要对语音信号进行采集。

通过MATLAB可以实现对声音的录制和采集，获取原始的语音信号数据。

2. 语音信号预处理采集到的语音信号数据通常包含噪声和杂音，需要进行预处理以提高后续处理的准确性。

预处理包括去噪、降噪、滤波等操作，可以有效地净化语音信号数据。

3. 特征提取在语音信号处理中，特征提取是一个关键步骤。

通过MATLAB可以提取出语音信号的频谱特征、时域特征等信息，为后续的模式识别和分类打下基础。

4. 模型训练与识别利用MATLAB可以构建各种机器学习模型和深度学习模型，对提取出的特征进行训练和识别。

通过模型训练，可以实现对不同语音信号的自动识别和分类。

四、基于MATLAB的语音信号处理与识别系统设计1. 系统架构设计基于MATLAB的语音信号处理与识别系统通常包括数据采集模块、预处理模块、特征提取模块、模型训练模块和识别模块。

这些模块相互配合，构成一个完整的系统架构。

2. 界面设计为了方便用户使用，可以在MATLAB中设计用户友好的界面，包括数据输入界面、参数设置界面、结果展示界面等。

良好的界面设计可以提升系统的易用性和用户体验。

五、基于MATLAB的语音信号处理与识别系统实现1. 数据准备首先需要准备好用于训练和测试的语音数据集，包括正样本和负样本。

密级：学号：2013248731本科生毕业论文（设计）基于MATLAB的简单音乐合成仿真设计学院：信息工程年级： 13级专业：通信工程学生姓名：何世欣指导教师：魏涛学士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。

本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

学位论文作者签名（手写）：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

（请在以上相应方框内打“√”）学位论文作者签名（手写）：指导老师签名（手写）：签字日期：年月日签字日期：年摘要科学技术的发展使得社会生活越来越趋于信息化和数字化，在此基础上语音信号也可以基于数字信号处理技术和语音学相关知识进行信息化处理，此类技术因应用性广便捷性高受到社会的广泛关注，已成为信息科学工程与研究领域的核心技术，被越来越多的高科技产业广泛使用。

计算机合成音乐也在其基础上得以迅速普及，而且理论上可以创造出任何一种声音。

MATLAB是一种用于数据分析和处理的计算机应用软件，它可以将语音文件进行信息化处理转化为离散的数据文件，再通过内置强大的矩阵运算能力如数字滤波、时域和频域分析、傅里叶变换、时域和频域分析、声音合成以及各种图形的呈现等处理数据。

利用MATLAB自带的功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化，使人机交互更加便捷。

音乐可视为不同频率与振幅的正弦波叠加并加以不同包络所形成的信号，它的这个特点使得MATLAB的处理有了可能，通过处理不同的音频MATLAB可以进行简单的音乐合成。

****** 本科毕业设计（论文）乐器校音方法的研究学院（系）：信息与通信工程学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师：评阅教师：完成日期：2011年6月10日摘要乐器校音对一般人而言是一项难以胜任的工作，而现有的校音设备又存在着诸多弊端。

开发一种操作简单，价位适中，误差率小的乐器校音软件已成为21世纪电脑音乐时代的要求。

本文简要介绍了钢琴调律的基础知识、以及运用MATLAB语言对声音信号进行分析的过程。

利用基于傅里叶变换的谐波峰值法检测基频。

通过分析，提高基频的检测精度，结合音律确定声音的调整方向。

通过MATLAB仿真结果表明，运用此方法可达到的5高频精度较好，而高频精度相对较差。

乐器校音系统的设计很好地综合了音乐和技术领域的知识，初步实现了机器检测音律的功能。

随着科学技术的不断发展，运用多媒体技术校音的手法必将成为乐器校音的主流。

关键字：乐器校音；谐波峰值法；频率校正；音律The Method Of Tuning Musical Instrument TuningAbstractMusical Instruments Tuning For most people it is very difficult, and existing equipment of tuning device has many malpractice. So develop a simple, affordable, small error rate software of instrument tuning is the requirements of computer music times in 21st century.This paper introduces the basics of piano tuning and the process of using MATLAB to analysis the sound signals. And using the method of harmonic peak algorithm based on FFT to detection the fundamental frequency. By analyzing ，increase the detection accuracy of baseband, combined with temperament determine the direction of the sound adjustment. MATLAB simulation results show that this method can make the accuracy batter for low frequency but high frequency is poor.Instrument tuning system combines the knowledge of music and technology. The initial realization of the function of machine detect the temperament. With the continuous development of science and technology, Use of multimedia technology will become the way to musical instrument tuning.Keywords: Instrument Tuning; Harmonic Peak Algorithm; Frequency Correction; Temperament目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 为什么乐器需要校音 (1)1.1.2 近现代的主要调音方法 (2)1.2 乐器校音系统的意义 (2)1.3 本设计的主要容 (3)2 乐器校音的基础知识 (4)2.1 音 (4)2.2 律 (4)2.2.1 五度相生律 (5)2.2.2 十二平均律 (5)2.2.3 五度相生律与十二平均律的比较 (6)2.3 音高频率 (7)3 基频检测 (9)3.1 系统框图 (9)3.2 检测方法 (9)3.2.1 时域的算法 (9)3.2.2 频域的算法 (10)3.3 时域分析 (11)3.4 频域分析 (13)4 离散频谱分析的校正 (16)4.1频率校正法 (16)4.2 幅值校正法 (17)4.3 相位校正法 (17)4.4 校正过程 (18)总结.................................................. 错误!未定义书签。

1．概述随着软硬件技术的发展.仪器的智能化与虚拟化已成为未来实验室及研究机构的发展方向[1]。

虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统.且功能灵活.很容易构建.所以应用面极为广泛。

基于计算机软硬件平台的虚拟仪器可代替传统的测量仪器.如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等[2]。

从发展史看.电子测量仪器经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器.由于计算机性能的飞速发展.已把传统仪器远远抛到后面.并给虚拟仪器生产厂家不断带来连锅端的技术更新速率。

目前已经有许多较成熟的频谱分析软件.如SpectraLAB、RSAVu、dBFA等。

声卡是多媒体计算机最基本的配置硬件之一.价格便宜.使用方便。

MATLAB是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件.他的数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令[3]。

本文将给出基于声卡与MATLAB的声音信号频谱分析仪的设计原理与实现方法.功能包括：<1> 音频信号信号输入.从声卡输入、从WAV文件输入、从标准信号发生器输入；<2> 信号波形分析.包括幅值、频率、周期、相位的估计.以及统计量峰值、均值、均方值和方差的计算；<3> 信号频谱分析.频率、周期的估计.图形显示幅值谱、相位谱、实频谱、虚频谱和功率谱的曲线。

2．设计原理2.1波形分析原理2.1.1 信号频率、幅值和相位估计<1>频率<周期>检测对周期信号来说.可以用时域波形分析来确定信号的周期.也就是计算相邻的两个信号波峰的时间差、或过零点的时间差。

这里采用过零点<ti>的时间差T<周期>。

频率即为f = 1/T.由于能够求得多个T值<ti有多个>.故采用它们的平均值作为周期的估计值。

<2>幅值检测在一个周期内.求出信号最大值y max与最小值y min的差的一半.即A = <y max - y min>/2.同样.也会求出多个A值.但第1个A值对应的y max和y min不是在一个周期内搜索得到的.故以除第1个以外的A值的平均作为幅值的估计值。

matlab实现声音转换matlab实现声音转换数字信号处理——声音转换课题报告 1.课题研究目标利用matlab或其他编程软件对音频信号进行处理，要求实现声音的转换。

如男声和女声的转换，老人声音与童声的转换。

2．课题使用工具Matlab 3．课题技术线路分析和处理音频信号，首先要对声音信号进行采集。

Matlab的数据采集工具箱提供了一整套命令和函数，通过调用这些命令和函数，可直接控制声卡进行数据采集。

Windows自带的录音机程序也可驱动声卡来采集语音信号，并能保存为wav格式文件，供matlab相关函数直接读取，写入和播放。

本文以wav格式音频信号作为分析处理的输入数据，用matlab 处理音频信号的基本流程是：先将wav格式音频信号经wavread函数转换成matlab列数组变量；用matlab强大的运算能力进行数据分析和处理，即时域分析，频域分析，信号合成，识别和增强等；处理后的数据如是音频数据，则可用wavread转换成wav格式文件或用sound，wavplay等函数直接回放。

4．课题实现的原理本程序使用的方法是通过改变基频然后时长规整的方式来达到目的。

（1）更改基频通过资料的查询和整理，可以知道不同人的基频不同统计如下：正常成年男声：0~200Hz；正常成年女声：200~450Hz；小孩声音的基频要比女声的高，老年人的基频要比男声的低。

经过整理统计可知女声基频=男声基频*1.5。

本程序使用的是通过抽样与插值的方式来达到基频的改变。

以女变男为例：用整数D对语音信号X（n）进行抽取Xd=X（Dn）；然后将X（n）的抽样频率提高到I（整数）倍，即为对X（n）的插值。

D/I=3/2；（2）时长规整通过抽样插值来改变基频也使播放速度，播放本程序使用的是用重叠叠加算法来达到时长规整。

重叠叠加算法原理：它分为两个阶段——分解和合成将原始信号以帧长N，帧间距sa进行分解，然后以帧间距ss进行合成。

matlab声音模拟代码
当我们谈到在MATLAB中进行声音模拟时，通常涉及到使用信号处理技术和音频处理工具箱。

下面是一个简单的示例代码，用于生成和播放一个简单的声音信号：
matlab.
% 设置参数。

fs = 44100; % 采样率。

duration = 3; % 声音持续时间（秒）。

% 生成时间向量。

t = 0:1/fs:duration;
% 生成声音信号。

f1 = 440; % 第一个频率为440Hz.
f2 = 880; % 第二个频率为880Hz.
y = sin(2pif1t) + sin(2pif2t); % 生成两个频率的正弦波信号叠加。

% 播放声音。

sound(y, fs);
在这个示例中，我们首先设置了采样率和声音的持续时间。

然后生成了一个时间向量t，用于表示声音的时间轴。

接下来，我们生成了两个频率为440Hz和880Hz的正弦波信号，并将它们叠加起来。

最后，使用`sound`函数播放生成的声音信号。

当然，这只是一个简单的示例。

在实际的声音模拟中，可能涉及到更复杂的信号处理和音频特征提取。

MATLAB提供了丰富的工具箱和函数，用于处理和分析声音信号，包括滤波、频谱分析、时域分析等。

你可以根据具体的需求和应用场景，进一步探索和应用这些工具来进行声音模拟和分析。

基于FFT算法的数字变声器201242216河北北方学院宣化教学部河北宣化 075100【摘要】本数字变声器是实现男声变女声和女声变男声以及变成童声的系统。

设计本数字变声器的目的是锻炼自己的学习实践能力。

通过matlab编写程序修改语音参数来实现男声女声之间的变换。

【关键词】变音算法数字滤波器语音信号数字滤波器频谱分析 MATLAB1 引言变声器在现实生活中应用广泛，变声器是通过改变输入音频的音色、音调，并将变声后的音频输出的工具。

根据变声器材质不同，变声器分为变声器硬件和变声器软件。

变声器硬件，即通过硬件实现变声的工具；变声器软件，即通过软件实现变声的工具，软件类变声器，运行平台皆为电脑系统。

无论是硬件变声器，还是软件变声器，其原理都是，通过改变输入声音频率，进而改变声音的音色、音调，使输出声音在感官上与原声音不同。

我们每个人的声音不同，源于我们的每个人的音色和音调不同，我们所说的男中音、男高音，就是音调的不同，而即便音调一致，我们依然能区分出两个不同人的声音，或不同乐器的声音，这就是音色的不同。

变声器，正是借助对声音音色和音调的双重复合改变，实现输出声音的改变。

我们这里的变声器就是matlab来实现变声。

2 数字变声器的原理和算法发音方法，发音时，喉头、口腔、鼻腔节制气流的方式和状态，包括发音时构成阻碍和克服阻碍的方式，气流强弱的情况及声带是否振动等几个方面。

人类语音可分为有380声语音和无声语音，前者是由声带振动激励的脉冲信号经声腔调制变成不同的音，它是人类语言中元音的基础，声带振动的频率称为基频。

无声语音则是声带保持开启状态，禁止振动引发的。

一般来说，由声门振动决定的基频跟说话人的性别特征有关，如下表，而无声语音则没有体现这个特征。

说话人的个性化音色和语音的另外一个声学参数——共振峰频率的分布有关。

儿童由于声道短，其共振峰频率高于成年人，成年女性的声道一般短于成年男性，所以女性的共振峰频率一般高于男性。

《数字信号处理B》课程项目实施报告题目：数字音效处理器组号： 91任课教师: 方勇组长： 11123701 马骁成员：11123802 梅烜玮成员： 11120989 毛顺亿成员： 11120991 程佳静成员： 11123627 肖淞联系方式：二零一三年10月19日摘要：本论文介绍了在matlab平台下的数字音效处理的实现。

主要使用了matlab中的GUI、FDAtools、audio函数、fft函数、filter函数等制作了图形用户界面、声音的采集和播放、信号在时域和频率的多种处理、滤波器的制作和应用。

通过对声音的时域和频域分析，利用梳状滤波器、IIR2阶滤波器、信号加权线性叠加算法、频域差值算法等理论工具最后实现出对声音的均衡、变声、回声和混音的音效处理。

关键字：数字音效处理、滤波器、matlab目录项目分工 (2)摘要 (3)目录 (4)一、课程项目实施方案 (5)数字音效处理器概述 (5)1.2 设计平台Matlab简介 (5)设计思想 (5)功能指标 (5)1.5 功能原理概述 (5)回声简介 (5)1.5.2 混音音效简介 (6)1.5.3 男女变声简介 (6)1.5.4 均衡器简介 (7)二、系统设计及可行性分析 (7)2.1 系统综述 (7)音频的采集与播放 (8)去噪数字滤波器的设计 (8)音效算法以及理论分析 (11)2.4.1 回音的实现方法和理论分析 (11)混音实现方法和理论分析 (13)2.4.3 男女变声实现方法和理论分析 (13)均衡器 (20)2.4.5 GUI设计 (21)三、系统性能与结果分析 (22)3.1 算法性能和结果分析 (22)3.1.1 回音音效处理 (22)3.1.2 混音音效处理 (25)3.1.3男女变声 (25)3.1.4均衡器 (27)对项目进行所遇到的问题的分析和解决 (30)问题 (30)3.2.2 理论分析问题 (30)参考文献 (32)附录1 组员心得 (33)附录2源程序 (35)一、课程项目实施方案数字音效处理器概述数字音效处理器，是用数字音频信号处理技术来提升和达到各种声音效果的电子装置或者音频变换系统，包括均衡器（EQ）、数字混响器、立体声、特殊音效器等。

语音信号变调处理在数字信号处理领域有着广泛的应用，它可以用于音乐制作、语音合成、变声器等方面。

在本文中，我将介绍如何使用MATLAB来进行语音信号的变调处理，包括信号的采样和重放、信号的频谱分析以及频率域的信号处理等内容。

一、信号的采样和重放在进行语音信号的变调处理之前，我们首先需要对语音信号进行采样和重放。

MATLAB提供了丰富的信号处理工具箱，可以很方便地实现信号的采样和重放操作。

以下是一个简单的MATLAB代码示例：```MATLAB读取语音文件[x, fs] = audioread('input.wav');播放语音信号soundsc(x, fs);```在上面的代码中，我们首先使用audioread函数读取了一个名为input.wav的语音文件，并将其存储在变量x中。

我们使用soundsc函数对语音信号进行了重放操作，其中fs表示了语音信号的采样频率。

二、信号的频谱分析对语音信号进行频谱分析是进行语音信号变调处理的重要步骤之一。

通过频谱分析，我们可以了解语音信号的频率成分，并作出相应的处理。

MATLAB中有许多用于频谱分析的函数和工具，比如fft函数、spectrogram函数等。

以下是一个简单的频谱分析MATLAB代码示例：```MATLAB计算语音信号的FFTX = fft(x);绘制语音信号的频谱图f = (0:length(X)-1)*fs/length(X);plot(f, abs(X));xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度');```在上面的代码中，我们使用了fft函数对语音信号进行了傅里叶变换，得到了语音信号的频谱。

我们使用plot函数绘制了语音信号的频谱图，并通过设置坐标轴标签使得图像更加直观和易读。

三、频率域的信号处理频率域的信号处理是进行语音信号变调处理的核心步骤之一。

在MATLAB中，我们可以利用频谱的特性对语音信号进行频率域的处理，比如频率的平移、缩放、滤波等。

Matlab技术声音处理方法Matlab技术在声音处理方法中的应用声音是我们日常生活中不可或缺的一部分，而如何对声音进行处理和分析则成为了一个重要的研究领域。

Matlab作为一种功能强大的工具，提供了丰富的声音处理方法和函数，可以帮助我们更好地理解和处理声音。

本文将探讨Matlab技术在声音处理方法中的应用。

1. 音频录制与播放Matlab中的`audiorecorder`和`audioplayer`函数可以轻松实现音频的录制和播放。

我们可以使用这些函数来获取外部声音设备的输入，并且实时监测并录制声音。

在录制完成后，我们可以使用`play`函数对录制的声音进行播放，或者使用`wavwrite`函数将声音保存为WAV格式文件。

这些函数为我们提供了方便的工具，可以进行实时采集和回放。

2. 语音信号分析语音信号分析是声音处理中的一个重要领域，它涉及到音频的频率、能量和语音特征等方面的研究。

Matlab中的`fft`函数和`spectrogram`函数可以帮助我们进行频率分析和谱图生成。

通过对语音信号进行调频谱分析，我们可以了解声音信号的频率成分和强度分布。

同时，利用谱图可以对语音信号进行时频分析，识别声音的特征和共振峰等信息。

3. 降噪和滤波技术在实际的声音处理中，常常伴随着各种噪音的干扰。

Matlab提供了各种降噪和滤波技术，可以有效地去除噪音并提升声音质量。

其中，常用的方法包括均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。

这些滤波方法可以通过调整滤波窗口的大小和权重来实现不同程度的降噪效果。

此外，Matlab还提供了自适应滤波和谱减法等高级降噪方法，可以根据不同噪声类型进行自主调整和处理。

4. 语音合成和变声语音合成和变声是声音处理中的两个有趣的方向。

使用Matlab中的`synth`函数和`pitchshift`函数，我们可以对声音进行合成和变调操作。

通过改变声音的频率和音高，可以实现从机器语音到人声和从男声到女声的变换。

数字变声器设计方案基于FFT算法的数字变声器201242216河北北方学院宣化教学部河北宣化 075100【摘要】本数字变声器是实现男声变女声和女声变男声以及变成童声的系统。

设计本数字变声器的目的是锻炼自己的学习实践能力。

通过matlab编写程序修改语音参数来实现男声女声之间的变换。

【关键词】变音算法数字滤波器语音信号数字滤波器频谱分析 MATLAB1 引言变声器在现实生活中应用广泛，变声器是通过改变输入音频的音色、音调，并将变声后的音频输出的工具。

根据变声器材质不同，变声器分为变声器硬件和变声器软件。

变声器硬件，即通过硬件实现变声的工具；变声器软件，即通过软件实现变声的工具，软件类变声器，运行平台皆为电脑系统。

无论是硬件变声器，还是软件变声器，其原理都是，通过改变输入声音频率，进而改变声音的音色、音调，使输出声音在感官上与原声音不同。

我们每个人的声音不同，源于我们的每个人的音色和音调不同，我们所说的男中音、男高音，就是音调的不同，而即便音调一致，我们依然能区分出两个不同人的声音，或不同乐器的声音，这就是音色的不同。

变声器，正是借助对声音音色和音调的双重复合改变，实现输出声音的改变。

我们这里的变声器就是matlab来实现变声。

2 数字变声器的原理和算法发音方法，发音时，喉头、口腔、鼻腔节制气流的方式和状态，包括发音时构成阻碍和克服阻碍的方式，气流强弱的情况及声带是否振动等几个方面。

人类语音可分为有380声语音和无声语音，前者是由声带振动激励的脉冲信号经声腔调制变成不同的音，它是人类语言中元音的基础，声带振动的频率称为基频。

无声语音则是声带保持开启状态，禁止振动引发的。

一般来说，由声门振动决定的基频跟说话人的性别特征有关，如下表，而无声语音则没有体现这个特征。

说话人的个性化音色和语音的另外一个声学参数——共振峰频率的分布有关。

儿童由于声道短，其共振峰频率高于成年人，成年女性的声道一般短于成年男性，所以女性的共振峰频率一般高于男性。

实验题目专业：通信工程班级： 114班姓名： XXXXX 学号： XXXXXXXX指导教师： XXXXX一、实验类型综合研究性实验二、实验目的1．掌握采样定理及FFT谱分析的基本原理及其利用Matlab的实现方法；2. 掌握数字滤波器的设计原理和方法；3. 学习用MATLAB编程实现语音数字滤波系统。

三、实验要求1. 利用Windows下的录音机设备采集语音信号；2. 对语音信号进行采样并混进加性噪声，作频谱分析；3. 通过频谱分析选择合适的滤波器性能指标，设计合适的数字滤波器，并对含噪音的语音信号进行数字滤波；4. 设计处理系统的用户界面（GUI），在所设计的系统界面上可以选择滤波器的参数，显示滤波器的频率响应，选择信号等。

四、数字滤波器的设计原理数字滤波器可以理解为是一个计算程序或算法，将代表输入信号的数字时间序列转化为代表输出信号的数字时间序列，并在转化过程中，使信号按预定的形式变化。

数字滤波器有多种分类，根据数字滤波器冲激响应的时域特征，可将数字滤波器分为两种，即无限长冲激响应(IIR)滤波器和有限长冲激响应(FIR)滤波器。

IIR数字滤波器具有无限宽的冲激响应，与模拟滤波器相匹配，所以IIR滤波器的设计可以采取在模拟滤波器设计的基础上进一步变换的方法。

其设计方法主要有经典设计法、直接设计法和最大平滑滤波器设计法。

FIR数字滤波器的单位脉冲响应是有限长序列。

它的设计问题实质上是确定能满足所要求的转移序列或脉冲响应的常数问题，设计方法主要有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法等。

在对滤波器实际设计时，整个过程的运算量是很大的。

设计阶数较高的IIR 滤波器时，计算量更大，设计过程中改变参数或滤波器类型时都要重新计算。

设计完成后对已设计的滤波器的频率响应要进行校核。

要得到幅频、相频响应特性，运算量也是很大的。

平时所要设计的数字滤波器，阶数和类型并不一定是完全给定的，很多时候要根据设计要求和滤波效果不断地调整，以达到设计的最优化。

利用Matlab进行实时音频处理和音频特效设计引言音频处理技术在现代科技发展中起着越来越重要的作用。

无论是音乐产业中的音频调整，还是语音识别系统中的信号清晰度提升，都离不开有效的音频处理方法。

Matlab作为一种强大的数学计算工具，可以帮助我们进行实时音频处理和音频特效设计，为我们带来更好的听觉体验。

一、基本原理1.1 音频信号处理基础音频信号是一种连续的时间信号，其振幅随时间变化。

我们可以通过采样的方式将连续信号转化为离散信号，并进行数字处理。

常见的音频信号处理方法包括滤波、降噪、均衡器等。

这些方法可以通过Matlab编程实现。

1.2 实时音频处理实时音频处理是指对音频信号进行实时处理，即处理的延迟时间很小，让用户感觉不到明显的延迟。

在Matlab中，我们可以利用音频设备接口，实时录制音频输入，并进行实时处理，最后将处理后的音频输出。

二、Matlab音频处理工具箱Matlab提供了丰富的音频处理工具箱，包括音频输入输出、音频分析、音频效果等功能。

我们可以利用这些工具箱完成实时音频处理和音频特效设计。

2.1 音频输入输出Matlab提供了音频设备接口，可以方便地录制、播放和实时处理音频信号。

通过调用适当的函数，我们可以选择音频输入设备、设置采样率、打开音频流，实现实时音频处理。

2.2 音频分析Matlab提供了一系列用于音频分析的函数，包括频谱分析、时频分析、谐波分析等。

我们可以通过这些函数了解音频信号的频谱特征，并根据需要进行进一步处理。

2.3 音频效果Matlab音频处理工具箱还包括一些常用的音频效果，例如均衡器、变声器、混响器等。

利用这些效果，我们可以设计出各种独特的音频特效，进一步改善音频体验。

三、实时音频处理实例为了更好地理解Matlab在实时音频处理和音频特效设计中的应用，我们以混响效果为例进行实现。

3.1 实时录制音频首先，我们需要利用Matlab的音频输入输出功能，实时录制音频信号。

*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2012年春季学期计算机通信课程设计题目：魔音变声器的课程设计专业班级：通信工程四班姓名：唐宋奇子学号：09250417指导教师：蔺莹成绩：摘要本文对话音变换的多种方法和多种音频特效的实现方法进行了讨论变声器是通过改变输入音频的音色、音调，并将变声后的音频输出的工具。

根据变声器材质不同，变声器分为变声器硬件和变声器软件。

变声器硬件，即通过硬件实现变声的工具变声原理。

无论是硬件变声器，还是软件变声器，其原理都是，通过改变输入声音频率，进而改变声音的音色、音调，使输出声音在感官上与原声音不同。

我们每个人的声音不同，源于我们的每个人的音色和音调不同，我们所说的男中音、男高音，就是音调的不同，而即便音调一致，我们依然能区分出两个不同人的声音，或不同乐器的声音，这就是音色的不同的变声器，正是借助对声音音色和音调的双重复合改变，实现输出声音的改变。

关键字：输入音频、变声原理、硬件变声器、软件变声器目录第一章设计任务 (4)第二章方案论证与比较 (4)2.1方案一 (4)2.2方案二 (4)2.3最终方案 (4)第三章系统设计与理论分析 (5)3.1 引言 (5)3.2 变声原理及功能 (5)3.3 频率/电压变换器 (6)3.4 音频功率放大器 (9)3.4.1封装形式 (10)3.4.2特性 (10)3.4.3应用特点 (10)3.4.4详细介绍 (10)（一）LM386内部电路 (10)（二）LM386的引脚图 (11)（三）LM386应用电路 (11)3.5 专用变音集成电路。

(12)3.6 极性电容 (13)3.7滑动变阻器 (13)3.8 音频效果分类 (13)3.8.1 音频效果解释 (14)3.8.2各种音效的实现 (14)3.8.3 音量调节 (14)3.9 各种音效的实现 (14)3.9.1 音量调节 (14)3.9.2 回声 (14)3.9.3 回响 (14)3.9.4 左右移动 (14)3.9.5 相位变化 (15)3.9.6 淡入淡出 (15)4.10测试结果分析 (15)第四章附目 (16)附目录一： (16)附目录二： (17)第一章设计任务设计并制作一个对话音变换的多种方法和多种音频特效变声系统。

利用Matlab进行声音处理的基本原理与实现声音处理是一门利用计算机技术对声音进行采集、分析、处理和合成的领域。

Matlab是一种功能强大、易于使用的科学计算工具，被广泛应用于声音处理领域。

本文将介绍利用Matlab进行声音处理的基本原理和实现方法。

一、声音的采集与表示声音是由空气分子的振动引起的，采集声音需要将振动转换为电信号。

常见的声音采集设备有麦克风和电子麦克风。

麦克风接收到声音后，会将声音转换为模拟电信号，并通过模拟-数字转换器（ADC）转换为数字信号，以便计算机进行处理。

在计算机中，声音一般以波形图的形式进行表示。

波形图描述了声音在不同时间点上的振幅变化。

在Matlab中，可以使用音频文件格式如.WAV、.MP3等加载和保存声音数据。

二、声音数据的读取与播放利用Matlab可以读取和播放声音数据。

读取声音数据可以使用函数`audioread`，该函数可以读取声音文件并将其转换为数字信号。

例如，通过以下代码可以读取名为“sound.wav”的声音文件：```[sound, Fs] = audioread('sound.wav');```其中声音数据将存储在变量`sound`中，采样频率将存储在变量`Fs`中。

要播放声音数据，可以使用Matlab中的`sound`函数。

例如，通过以下代码可以播放声音数据：```sound(sound, Fs);```以上代码中，第一个参数为声音数据，第二个参数为采样频率。

三、基本声音处理功能Matlab提供了丰富的工具和函数来进行声音处理。

以下是一些常用的声音处理功能和对应的实现方法：1. 声音频谱分析声音频谱分析是指将声音信号转换为频域表示，以便分析声音中各个频率成分的能量分布。

在Matlab中，可以使用`fft`函数进行快速傅里叶变换，将声音信号转换为频谱。

转换后的频谱可以通过绘制频率和幅度的图形进行可视化。

2. 声音滤波声音滤波是指通过滤波器改变声音信号的频率特性。

基于matlab的音频信号处理毕业设计(含源文件)毕业设计题目:基于matlab的音频信号处理专业:电子信息工程学号：作者：指导教师(职称)：基于MATLAB的语音信号处理【摘要】Matlab语音信号处理是指利用matlab软件对音频信号进行读取，并对音频信号进行采样分析及离散傅里叶变换，以方便对其在频域上进行调制滤波等相关的操作.本次实验在提取音频信号后会对该信号使用在MATLAB软件中设计的滤波器进行滤波，并观察其效果，验证滤波器是否可行。

本次使用了MATLAB软件，综合运用GUI界面设计、各种函数调用等来实现音频信号的傅里叶变换及滤波,程序界面简练，操作简便，具有一定的实际应用意义.软件中自带的信号处理与分析工具箱为语音信号分析实验提供了丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化。

信号处理是MATLAB重要应用的领域之一。

【关键词】 matlab 语音信号处理数字滤波器傅里叶变换Based on MATLAB of the signal processingAudio processing design【Abstract】： The contents of the research is to filter the signal noise with using MATLAB software。

signal processing is to study the use of digital signal processing technology and knowledge of the voice signal voice processing of the emerging discipline is the fastest growing areas of information science one of the core technology。