matlab处理语音信号并滤波,基于MATLAB的语音信号数字滤波处理

语音信号并滤波,基于MATLAB的语音信号数字滤波处理"/>

matlab处理语音信号并滤波,基于MATLAB的语音信号数字滤波处理

3 2011年 8月 第 17卷第 3期 安庆师范学院学报 (自然科学版 ) Journa l of Anqing Teachers Co llege (Natural Science Edition) Aug. 2011 Vo l. 17 No. 3 基于 MATLAB的语音信号数字滤波处理 周 　玲 (运城学院 物理与电子工程系 ,山西 运城 044000) 　　摘 　要: 对录制的语音信号进行采样 ,分析其时域波形和频谱图。给定数字滤波器的性能指标 ,采用窗函数法和双线性变换法设计数字滤波器 ,并对语音信号进行滤波 ,得到滤波前后的信号幅频响应。通过对比两种滤波处理结果 ,简单而有效地论证了两种数字滤波器在语音信号处理上的优势。 关键词: MATLAB;数字滤波器;语音信号 中图分类号 : TP391　　文献标识码: A　　　　文章编号: 1007 - 4260 (2011) 03 - 0046 - 04 　　0　引 　言 语音信号滤波处理主要是以 MATLAB作为工具平台 ,其中涉及声音的录制、播放、存储和读取 ,语音信号的抽样、频谱分析 ,滤波器的设计及语音信号的滤波。通过采用两种数字滤波器的处理 ,简单而有效地论证了两种方法各自在语音信号处理上的优势 ,为选择合适的数字滤波器对语音信号最优化滤波处理奠定了坚实的基础。 MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件 ,它集数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示于一体 ,构成了方便、友好的用户界面环境。MATLAB提供的信号处理 ( signal processing)工具箱函数 , 为数字滤波器的设计和语音信号的处理提供了强有力的工具。 1　语音信号的产生 利用 W indows下的录音机 ,录制一段话音 ,时间控制在 6 s。在 MATLAB软件平台下 ,利用函数wavread对语音信号进行采样 ,记录采样频率和采样点数 ,利用函数 fft得到信号的频谱特性。语音信号的时域波形如图 1所示 ,频谱如图 2所示。 图 1　语音信号时域波形 图 2　语音信号频域图 　　2　数字滤波器设计 按照实现的网络结构或单位抽样响应进行分类 ,数字滤波器可以分成无限长单位冲激响应 ( IIR)数字滤波器和有限长单位冲激响应 (FIR)数字滤波器。 3收稿日期: 2010 - 09 - 29 作者简介: 周玲 ,女 ,山西新绛人 ,运城学院物理与电子工程系讲师 ,硕士 ,主要研究方向为信号与信息处理。 数字滤波器的性能指标如下 : (1)低通滤波器 fb =1 000 Hz, fc =1 200 Hz,As =100 dB,Ap =1 dB。 (2)高通滤波器 fc =4 800 Hz, fb =5 000 Hz,As =100 dB,Ap =1 dB。 (3)带通滤波器 fb1 =1 200 Hz, fb2 =3 000 Hz, fc1 = 1 000 Hz, fc2 =3 200 Hz,As =100 dB,Ap =1 dB。 2. 1　FIR滤波器 FIR滤波器的设计方法有窗函数法、频率取样法、最佳等波纹法等。本文选用窗函数法设计 FIR滤波器。 窗函数设计法是一种通过截短 ,用有限长脉冲响应序列来逼近无限长非因果序列。根据所要设计 的数字滤波器的性能指标要求采用窗函数设计 FIR滤波器的步骤如下 : (1)根据最小阻带衰减 As 要求 ,选择窗函数类型。 (2)根据截止频率、滤波器的类型、最大通带衰减 Ap、最小阻带衰减 As 以及采样频率 ,利用 MAT2LAB 阶次估计函数 [1 ]获得窗