基于MATLAB语音信号频域特征介绍.docx
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工程设计报告
题 目：基于MATLAB分析语音信号频域特征
指导教师：
学 院：电子工程学院
学生姓名：
学 号：
班 级：
2016 年 1 月 6日
摘要
语音信号的频域分析包括语音信号的频谱、功率谱、倒频谱等，常用的频域分析方法有带通滤波器组法、傅里叶变换法、线性参见测法等几种。本文从傅里叶分析原理出发，估计了短时谱、倒谱，在此基础上借助频域分析方法所求得的参数分析了语音信号的基因周期或共振峰。
目录
TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc439500682 摘要 PAGEREF _Toc439500682 \h 2
HYPERLINK \l _Toc439500683 1实验目的 PAGEREF _Toc439500683 \h 2
HYPERLINK \l _Toc439500684 2实验原理 PAGEREF _Toc439500684 \h 3
HYPERLINK \l _Toc439500685 2.1短时傅立叶变换 PAGEREF _Toc439500685 \h 3
HYPERLINK \l _Toc439500686 2.2语谱图 PAGEREF _Toc439500686 \h 3
HYPERLINK \l _Toc439500687 2.3基因周期估计 PAGEREF _Toc439500687 \h 3
HYPERLINK \l _Toc439500688 2.4共振峰估计 PAGEREF _Toc439500688 \h 3
HYPERLINK \l _Toc439500689 3实验步骤 PAGEREF _Toc439500689 \h 3
HYPERLINK \l _Toc439500690 4实验内容及结果分析 PAGEREF _Toc439500690 \h 4
HYPERLINK \l _Toc439500691 4.1短时谱分析 PAGEREF _Toc439500691 \h 4
HYPERLINK \l _Toc439500692 4.2基音周期和共振峰的估计 PAGEREF _Toc439500692 \h 6
HYPERLINK \l _Toc439500693 4.3倒谱分析 PAGEREF _Toc439500693 \h 9
HYPERLINK \l _Toc439500694 4.4语谱图 PAGEREF _Toc439500694 \h 10
HYPERLINK \l _Toc439500695 5参考程序代码 PAGEREF _Toc439500695 \h 10
HYPERLINK \l _Toc439500696 5.1短时谱和语谱图 PAGEREF _Toc439500696 \h 10
HYPERLINK \l _Toc439500697 5.2倒谱和复倒谱 PAGEREF _Toc439500697 \h 11
HYPERLINK \l _Toc439500698 6实验总结 PAGEREF _Toc439500698 \h 11
HYPERLINK \l _Toc439500699 参考文献 PAGEREF _Toc439500699 \h 11
1实验目的
信号的傅立叶表示在信号的分析与处理中起着重要的作用。因为对于线性系统来说，可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应，所以傅立叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。另外，傅立叶表示使信号的某些特性变得更明显，因此，它能更深入地说明信号的各项物理现象。
由于语音信号是随着时间变化的，通常认为，语音是一个受准周期脉冲或随机噪声源激励的线性系统的输出。输出频谱是声道系统频率响应与激励源频谱的乘积。声道系统的频率响应及激励源都是随时间变化的，因此一般标准的傅立叶表示虽然适用于周期及平稳随机信号的表示，但不能直接用于语音信号。由于语音信号可以认为在短时间内，近似不变，因而可以采用短时分析法。
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。
2实验原理
2.1短时傅立叶变换
由于语音信号是短时平稳的随机信号，某一语音信号帧的短时傅立叶变换的定义为：
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