院系：電氣資訊工程學院
專業：電氣資訊工程
班級：08-2班
姓名：韓琳
學號：0
基於matlab的語音頻號錄製採集和分析
我們運用計算機上的錄音機錄製一段語音頻號；然後，利用matlab中的w**read命令來讀入語音頻號，將它賦值給某一向量。再將該向量看做乙個普通的訊號，對其進行fft變換實現頻譜分析；隨後，利用隨機函式randn產生高斯雜訊並將該雜訊加入我們已經錄製好的雜訊中，然後對疊加了的語音頻號進行頻譜分析。並用sound函式回放加人雜訊前後的語音。
在我校的網上圖書館中，輸入語音頻號、分析等一些關鍵詞，可以搜得幾篇相關期刊，有：
1.徐靖濤.基於matlab的語音頻號分析與處理[j].
重慶科技學院學報2008,1，2．張文,蔣猛，陳智.基於matlab的語音頻號的濾波與實現[j].山西電子技術.
2008,2，3.黃文填，李金平.基於matlab的語音頻號分析和濾波處理[j].
北京聯合大學資訊學院.2009,45，4.胡航.
語音頻號處理（第4版）.哈爾濱工業大學出版社.2009.
07，5.趙力.語音頻號處理（第2版）.
機械工業出版社.2009.06，6.
蔡蓮紅.現代語音技術基礎與應用.清華大學出版社.
2003.11，7.張雄偉，陳量，楊吉斌.
現代語音頻號處理技術及應用[m].機械工業出版社.2003，8.
張威.matlab基礎與程式設計入門[m].西安電子科技大學出版社.
2006，9.陳永彬，王仁華.語音頻號處理.
中國科學技術大學出版社.1990，10.樊昌信.
通訊原理[m].國防工業出版社.2005，11.
程佩青.數字訊號處理教程（第三版）.清華大學出版社.
2006
由徐靖濤、王金根發表於2023年2月重慶科技學院學報（自然科學版）的「基於matlab的語音頻號分析與處理」和張文發表於2023年第2期山西電子技術的「基於matlab的語音頻號的濾波與實現」以及黃文填、李金平發表於2009,45（專刊）北京聯合大學資訊學院的「基於matlab的語音頻號分析和濾波處理」這三篇期刊可知：在matlab軟體平台下，可以利用w**read函式對語音頻號進行取樣，得到聲音資料變數y，同時把y的取樣頻率fs=8000hz和資料位nbits=8bit放進matlab的工作空間。用sound函式對語音頻號進行**，並可對語音頻號進行頻譜分析，在matlab中可以利用函式fft對訊號進行快速傅利葉變換。
函式fft的呼叫格式為：fft(x,n);其中，x為所要進行快速傅利葉變換的語音頻號；n為所要進行的傅利葉變換的點數，n的點數可以為原語音訊號的長度，也可使用1024、512等。
w**read函式的呼叫格式為：[y,fs,nbits]=w**read('語音頻號檔名');
sound函式的呼叫格式為：sound(y,fs,nbits);
求訊號的長度的函式為length()，其呼叫格式為：length(y)；其中，y為所要求長度的訊號。
再結合以上各參考文獻，可得對原語音訊號的採集及回放和時域、頻域的波形的程式如下：
[y,fs,nbits]=w**read('你好');把語音頻號加載入matlab**軟體平台
sound(y,fs,nbits);%回放語音頻號
subplot(2,1,1);plot(y);title('原語音訊號的時域波形');
grid on;%加網格
legend('w**eform' )
xlabel(' time (s)' 標橫座標
ylabel('amplitude' )標縱座標
n=length(y);%求出語音頻號的長度
y=fft(y,n);%傅利葉變換
y1=fftshift(y);%對頻譜圖進行平移
subplot(2,1,2);plot(abs(y1));title('原語音訊號的頻譜圖');
grid on;%加網格
然後需加入高斯雜訊，由張文發表於2023年第2期山西電子技術的「基於matlab的語音頻號的濾波與實現」可知： randn函式的基本呼叫格式有兩種：randn（n）和randn(m,n)，前者產生n×n服從標準高斯分布的隨機函式矩陣,後者產生m×n的隨機數矩陣。
在這裡，我們選用randn(m,n)函式，應注意的是：randn(m,n)的行和列即m、n應與原語音訊號的行和列的長度保持一致。
在這裡構造的隨機高斯雜訊為noise=0.005*randn(n,1);即產生一列n行的隨機高斯雜訊，n為原語音訊號的長度。
構造的隨機高斯雜訊的程式如下所示：
[y,fs,nbits]=w**read ('你好');把語音頻號加載入matlab**軟體平台中
n=length(y);%求出語音頻號的長度
noise=0.005*randn(n,1);%randn函式產生隨機的高斯雜訊
sound(noise);%回放雜訊訊號
subplot(2,1,1);plot(noise);title('干擾雜訊的時域波形');
grid on;%加網格
legend('w**eform' )
xlabel(' time (s)' 標橫座標
ylabel('amplitude' )標縱座標
n=fft(noise,n);%傅利葉變換
n1=fftshift (n);
subplot(2,1,2);plot(abs(n1));title('干擾雜訊的頻譜圖');
grid on;%加網格
在matlab中把語音頻號與雜訊訊號進行疊加，並對其進行**，將原語音訊號與noise疊加，呼叫的形式為：
s=y+noise;
其中，y為原語音訊號，noise為所構造的隨機高斯雜訊，s即為兩者的疊加後的語音頻號。
將原語音訊號和構造的高斯雜訊疊加在一起，並回放錄音。
再結合以上各文獻的相關知識，可得程式如下：
[y,fs,nbits]=w**read('你好');把語音頻號加載入matlab**軟體平台
n=length(y);%求出語音頻號的長度
noise=0.005*randn(n,1);%randn函式產生隨機的高斯雜訊
s=y+noise;%把雜訊加入語音頻號
sound(s,fs,nbits);%回放加入雜訊後的語音頻號
subplot(2,1,1);plot(s);title('加入干擾雜訊後的訊號時域波形');
grid on;%加網格
legend('w**eform' )
xlabel(' time (s)' 標橫座標
ylabel('amplitude' )標縱座標
s=fft(s,n);%傅利葉變換
s1=fftshift(s);%對頻譜圖進行平移
subplot(2,1,2);plot(abs(s1));title('加入干擾雜訊後的訊號頻譜圖')
grid on;%加網格；
通過回放的錄音，我們可聽出有雜訊加入。雜訊集中在高頻，此時我們可以自行設計濾波器來濾波，由黃文填、李金平發表於2009,45（專刊）北京聯合大學資訊學院的「基於matlab的語音頻號分析和濾波處理」可知：我們可以採用原型低通濾波器設計iir濾波器或採用窗函式設計fir濾波器。
又由徐靖濤、王金根發表於2023年2月重慶科技學院學報（自然科學版）的「基於matlab的語音頻號分析與處理」我們可知：為消除雜訊，我們可以從帶通濾波器和帶阻濾波器、巴特沃茲低通濾波器、數字切比雪夫-ⅰ型高通濾波器、數字切比雪夫-ⅱ型帶阻濾波器、數字橢圓帶通濾波器中選擇出乙個。
我們知道濾波器的功能是對輸入訊號進行濾波以增強所需訊號部分，抑制不要的部分。所以，我們可以根據實際情況來選擇不同的濾波器，設計不同的濾波器，從而在找到最優的那乙個。而對於雜訊，雜訊都集中在高頻，故我們可以選擇乙個低通濾波器來濾除所加入的高斯雜訊。
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