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基于MATLAB的语音信号时域特征解析报告.pdf

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基于MATLAB的语音信号时域特征解析报告.pdf


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.. .. .. 实 验 题 1.基于 MATLAB 的语音信 小 组 合 否 号时域特征分析 目 作 2. 基于 MATLAB 分析语音 信号频域特征 姓名 班级 信息安全 学 号 一 、实验目的 1. 本实验要求掌握时域特征分析原理 ,并利用已学知 识 ,编写程序求解语音信号短时过零率 、短时能量 、短时自相 关特征 ,分析实验结果 ,并能掌握借助时域分析方法所求得的 参数分析语音信号的基音周期及共振峰 。 2. 本实验要求掌握傅里叶分析原理 ,会利用已学的知 识 ,编写程序估计短时谱 、倒谱 ,画出语谱图 ,并分析实验结 果 ,在此基础上 ,借助频域分析方法所求得的参数分析语音信 号的基音周期或共振峰 。 二 .实验环境 一台装 cool edit pro2.1 和 MATLAB 的计算机 。 专业技术资料 .. .. .. 三 、实验内容与步骤 实验原理 : 1.窗口的选择 通过对发声机理的认识 ,语音信号可以认为是短时平稳的 。在 5~50ms 的范围内 , 语 音频谱特性和一些物理特性参数基本保持不变 。我们将每个短时的语音称为一个分析帧 。 一般帧长取 10~30ms 。我们采用一个长度有限的窗函数来截取语音信号形成分析帧 。通常 会采用矩形窗和汉明窗 。 图 1.1 给出了这两种窗函数在帧长 N=50 时的时域波形 。 矩 形 窗 hanming 窗 2 1 1.8 0.9 1.6 0.8 1.4 0.7 1.2 0.6 ) ) n n ( 1 ( 0.5 w w 0.8 0.4 0.6 0.3 0.4 0.2 0.2 0.1 0 0 0 20 40 60 0 20 40 60 sample sample 图1.1 矩形窗和 Hamming 窗的时域波形 矩形窗的定义 :一个 N 点的矩形窗函数定义为如下 w ( n ) 1,0 n N 0, 其他 hamming 窗的定义 :一个 N 点的 hamming 窗函数定义为如下 n 0.54 0.46cos(2 ),0 n N w ( n) = 0, 其他 N 1 这两种窗函数都有低通特性 ,通过分析这两种窗的频率响应幅度特性可以发现 (如图 1.2 ) : 矩 形 窗 的 主 瓣 宽 度 小 (4*pi/N ) , 具 有 较 高 的 频 率 分 辨 率 , 旁 瓣 峰 值 大 专业技术资料 .. .. .. (-13.3dB ), 会导致泄漏现象 ;汉明窗的主瓣宽 8*pi/N ,旁瓣峰值低 (-42.7dB ), 可以 有效的克服泄漏现象 ,具有更平滑的低通特性 。因此在语音频谱分析时常使用汉明窗 ,在 计算短时能量和平均幅度

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