Question

应用Matlab对含噪声的语音信号进行频谱分析及滤波

拿出全部家当，求网友给点思路指点指点

一、实验内容
录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在语音信号中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，对加入噪声信号后的语音信号进行频谱分析；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比试听，分析信号的变化。

二、实现步骤
1．语音信号的采集
利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1 s内。然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，（可用默认的采样频率或者自己设定采样频率）。
2．语音信号的频谱分析
要求首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。
在采集得到的语音信号中加入正弦噪声信号，然后对加入噪声信号后的语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。并利用sound试听前后语音信号的不同。
分别设计IIR和FIR滤波器，对加入噪声信号的语音信号进行去噪，画出并分析去噪后的语音信号的频谱，并进行前后试听对比。
3.数字滤波器设计
给出数字低通滤波器性能指标:如，通带截止频率fp＝10000 Hz，阻带截止频率fs＝12000 Hz（可根据自己所加入噪声信号的频率进行阻带截止频率设置），阻带最小衰减Rs＝50 dB，通带最大衰减Rp＝3 dB（也可自己设置），采样频率根据自己语音信号采样频率设定。

实验报告要求：
1、实验报告包括四部分：实验原理、实验内容、实验程序、结果分析；分别占实验报告总成绩的10%，10%，40%，40%；
2、实验程序及结果分析如内容雷同，均不给分；

Answer 1

实时频谱仪的应用：
1、 在噪声频谱分析中通常使用的是模拟滤波器，这种滤波器使用时都要一个滤波器接一个滤波器依次进行频谱测量分析。由于滤波器以及检波电路都有一定时间常数，通常需要几秒钟才能达到稳定。因此，如果使用1/1倍频程滤波器完成整个频谱分析需要1 分钟左右时间，如使用1/3 倍频程滤波器则需要3 分钟左右时间。对于稳定噪声（如机器噪声）而且测量时间比较宽裕的场合，这完全不是问题， 但是对于不稳定噪声，如：环境噪声、交通噪声以及其它随机变化的设备声源及时间很短的脉冲噪声等测量得到的频谱分析结果毫无意义。因为在进行下一个滤波器分析时的噪声与上一个滤波器分析时的噪声完全不一样，这种情况唯有选择实时频谱分析仪器分析才有意义。
2、 实时，它的简单涵义就是“即时”，也就是“立即”的意思。
3、实时频谱分析仪器采用数字信号处理办法，将模拟信号变换成数字信号，边
测量边进行频谱分析，速度非常快，立即就完成OCT 1/1 倍或1/3 倍频程以至更细的1/n倍频程谱分析，甚至可以进行FFT 分析，并可以扩展为其它许多测量与分析功能。正因为它有这么多的优点，因此得到了广泛应用。
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