MATLAB课程设计---基于MATLAB的语音信号处理

MATLAB课程设计---基于MATLAB的语音信号处理

武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书

课程设计任务书

学生姓名:陈欢 专业班级: 通信0902班 指导教师:徐文君 工作单位: 信息工程学院 题 目: 基于MATLAB的语音信号处理

设计任务与要求:

1、Matlab的基本运算

(1) 极限的计算、微分的计算、积分的计算、级数的计算、求解代数方程、求

解常微分方程;

(2) 矩阵的最大值、最小值、均值、方差、转置、逆、行列式、特征值的计算、

矩阵的相乘、右除、左除、幂运算;

2、基于MATLAB的语音信号处理

(1)完成语音信号的采集，利用windows自带的录音机或其他软件，录制一段

午语音，时间在1s以内，并对信号进行采样，画出采样信号的时域和频域波、(2)要求用窗函数法和双线性变换法设计三种数字滤波器

(3)用设计好滤波器的对语音信号进行滤波处理，画出处理后的时域和频域波形。

(4)对滤波前后的语音信号频谱进行对比，并对设计结果进行分析。 参考文献:

1、易克初，田斌，付强.语音信号处理.北京:国防工业出版社，2000年 2、贾永红.数字图像处理.武汉大学出版社，2003年9月

时间安排:

第16周安排任务，分组。 第17周设计仿真，撰写报告。

第18周完成设计，提交报告，答辩。

指导教师签名: 2011 年 月 日 系主任(或责任教师)签名: 2011 年 月 日

1

武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书

目录

摘要 .......................................................................................................................... 1

ABSTRACT .............................................................................................................. 2 1 课程设计的基本原理 ........................................................................................... 3 1.1 设计要求 ..................................................................................................... 3

1.1.1 采用MATLAB基本运算如下 .......................................................... 3

1.1.2 基于MATLAB的语音信号处理 ...................................................... 3

1.2.Matlab的基本运算 ...................................................................................... 4 1.2.1极限的计算 ........................................................................................ 4

1.2.2微分的计算 ........................................................................................ 4

1.2.3积分的计算 ........................................................................................ 5

1.2.4 级数的计算 ....................................................................................... 5

1.2.5 求解代数方程 .................................................................................... 5

1.2.6 求解常微分方程 ................................................................................ 6

1.2.7 矩阵的基本运算 ................................................................................ 6

1.2.8 多项式的基本运算 ............................................................................ 6 1.3 语音信号的录入与打开 .............................................................................. 8 1.4 时域信号的FFT分析 ................................................................................. 8 1.5 数字滤波器设计原理 .................................................................................. 8

1.5.1 用窗函数法设计FIR滤波器 ............................................................ 9

1.5.2 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 .............................................. 9

2 语音信号分析和处理过程 ...................................................................................10 2.1 语音信号的采集 ........................................................................................10 2.2 窗函数法设计 ............................................................................................ 11

2.2.1窗函数法低通滤波器 ........................................................................ 11

2.2.2 窗函数法高通滤波器 .......................................................................14 2.2.3 窗函数法带通滤波器 .......................................................................15 2.3双极性变换法设计 .....................................................................................16

2.3.1 双极性变换法设计低通滤波器 ........................................................18

2.3.2 双极性变换法设计高通滤波器 ........................................................20

2.3.3 双极性变换法设计带通滤波器 ........................................................24

2.4 结果分析 ....................................................................................................26 3 总结 .....................................................................................................................27 参考文献 .................................................................................................................28

2

武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书

摘要

MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。

关键字:MATLAB、矩阵运算、图像处理

3

武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书

ABSTRACT

MATLAB is Matrix lab (Matrix Laboratory) abbreviation, and

Mathematica, Maple and called three mathematical software. It in math