含噪声的语音信号分析,与处理设计,武汉理工大学,专业综合实践

实验三：语音信号谱分析及去噪處理1、实验目的（1）通过对实际采集的语音信号进行分析和处理获得数字信号处理实际应用的认识。 （2）掌握数字信号谱分析的知识（3）掌握数字滤波器设计的知识，并通过对语音信号的去噪处理获得数字滤波器实际应用的知识。2、实验内容（1）用麦克风自行采集两段语音信号[高频噪声、人声+高频噪声]（.wav 格式） （2）通过 Matlab 读入采集信号，观察其采样频率并绘图采样信号。（3）通过 Matlab 对语音信号进行谱汾析分析出噪声的频带。（4）设计一滤波器对叠加入噪声的语音信号进行去噪处理。绘图并发声去噪后的信号3、实验步骤（1）利用麥克风采集一段 5s 以内的语音信号。利用格式工厂软件对语音信号进行预处理通常语音信号为单声道，采样频率为 8000Hz语音信号为.wav 格式。（2）通过 Matlab 读入语音信号及其采样频率（使用 Matlab 库函数 wavread） 在 Matlab 软件的 workspace 工作平台上观察读入的语音信号，在 Matlab 中对入的语音信号为一维矩阵。应注意库函数 wavread 自动将语音信号幅度归一化[-1,1]区间范围。使用 Matlab 库函数plot 绘图语音信号并使用库函数 sound 发音语音信号。（3）分析噪声的频谱在这里進行谱分析的目的，是了解噪声信号的频谱特性为去噪滤波器的技术指标提供依据。（4）通过 Matlab 对语音信号进行谱分析应注意，对信号進行谱分析在实验一中已经详细介绍过。在这里进行谱分析的目的是了解本段语音信号的频谱特性，为去噪滤波器的技术指标提供依據（5）根据语音信号及噪声信号的频谱特性，自行设计一滤波器对叠加入噪声的语音信号进行去噪处理。最后绘图并发声去噪后的信號应注意，数字滤波器的实际应考虑实际需求合理制定滤波器的技术指标。4、实验原理用麦克风采集一段语音信号绘制波形并观察其频谱，添加一段随机信号给定相应的滤波器指标， 用脉冲响应不变法设计的一个满足指标的巴特沃斯 IIR 滤波器对该语音信号进行滤波詓噪处理，比较滤波前后的波形和频谱并进行分析5、实验内容5.1 设计流程图语音信号滤波去噪——使用双线性变换法设计的巴特沃斯滤波器的设计流程如图5.2 原始语音信号的频谱分析源代码：clear all;%语音信号的读入和打开，画出语音信号的频谱图[x,fs]=wavread( yinpin.wav title( 原始信号频域图 ); grid on; 开始语音信号的采集（wavread 函数） 画时域图快速傅里叶变换，并且画频谱图设定滤波器性能指标通带截止频率 fb=1100，阻带截止频率fc=1200通带波纹 Ap=1，阻带波纹 As=20双线性变換法设计巴特沃斯滤波器验证并进行频谱分析设计好的滤波器进行滤波处理比较滤波前后语音信号的波形及频谱 回放语音信号 结束5.3