兰州商学院开题报告-基于Matlab的语音信号处理与仿真

兰州商学院开题报告-基于Matlab的语音信号处理与仿真

兰 州 商 学 院 本科生毕业论文（设计）

开 题 报 告

论文（设计）题目：基于Matlab的语音信号处理与仿真 学 院、 系： 信息工程学院

计算机科学与技术系

专 业 (方 向)： 电子信息工程 年 级、 班： 2007级电子信息工程 学 生 姓 名： 马 芳 兰 指 导 教 师： 李 海 燕

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一、论文(设计)选题的依据(选题的目的和意义、该选题国内外的研究现状 及发展趋势等) 选题的目的和意义： 语音， 作为一种典型的非平稳随机信号， 是人类交流信息最自然、 最有效、 最方便的手段， 在人类文明和社会进步中起着重要的作用。随着计算机技术和 信息技术的发展， 语音交互已经成为人机交互的必要手段，而语音信号的采集 和处理是人机交互的前提和基础。尽管在 Windows 附件的娱乐中带有一个录 音机， 通过它可以驱动声卡采集语音信号并保存为语音文档，但是要对采集的 信号进一步分析处理就必须另外编程或通过其它软件，而且 Windows 附件中 的录音机功能极其有限不能扩展。Matlab 是美国 Math Works 公司推出的一种 面向工程和科学计算的交互式计算软件，它以矩阵运算为基础，把计算、可视 化、程序设计融合到了一个简单易用的交互式工作环境中。在 Matlab 环境中， 可以通过多种编程方法驱动声卡，实现对语音信号的采集和回放。同时由于 Matlab 是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件， 它的信号处理与 分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数， 利用这些功能函数可 以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化， 使人机交互 更加便捷。 作为高科技应用领域的研究特点， 语音信号处理技术从理论的研究实际应 用已经走过了几十个春秋并且取得了长足的进步。它正在直接与办公、交通、 金融、 保安、 商业、 旅游等行业的语音咨询与管理等各种实际应用领域相接轨。 可见，语音信号处理技术的研究将是一项挑战性的工作。 国内外的研究状况及发展趋势： 语音信号处理作为一个重要的研究领域，已经有很长的研究历史。但是它 的快速发展可以说是从 1940 年前后 Dudley 的声码器和 Potter 等人的可见语音 开始的；20 世纪 60 年代中期形成的一系列数字信号处理方法和技术，如数字 滤波器、快速傅里叶变换等成为语音信号数字处理的理论和技术基础；到了 80 年代，由于矢量量化、稳马尔可夫模型和人工神经网络等相继被应用于语 音信号处理， 并经过不断改进与完善，使得语音信号处理技术产生了突破性的 进展。进入 90 年代以来，语音信号处理在实用化方面取得了许多实质性的进

展。一方面，对声学语音学统计模型的研究逐渐深入，鲁棒的语音识别、基于 语音段的建模方法及稳马尔可夫模型与人工神经网络的结合成为研究的热点。 另一方面，为了语音识别实用化的需要，讲者自适应、听觉模型、快速搜索识 别算法以及进一步的语音模型的研究等课题倍受关注。

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二、论文(设计)的主要研究内容及预期目标 主要研究内容： (一)语音信号采集 使用电脑设备录制一段自己的声音信号。 (二)语音信号的处理 语音信号的处理主要包括信号的提取、 信号的调整、 信号的变换和滤波等。 (1)提取：通过电脑的设备输入一段音频信号到设计的软件，完成音频信 号的频率，幅度等信息的提取。 (2)调整：在设计的操作界面下对输入的音频信号进行如变化幅度、改变 频率等的操作，实现对语音信号的调整。 (3)变换：在操作界面下对信号进行 Fourier 等变换。 (4)滤波：滤除语音信号中的不希望存在的部分。 (三)语音信号的效果显示 预期目标： 利用 windows 下的录音机，录制一段自己的声音，时间在 5~10 秒内，然 后在 Matlab 软件平台下，对语音信号进行处理与仿真，希望最终能得到所要 求的语音信号。 针对现在大部分语音处理软件内容繁多、 操作不便等问题， 采用 Matlab7.0 综合运用 GUI 界面设计、各种函数调用等来实现语音信号的变频、变幅、傅 里叶变换及滤波。

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三、论文(设计)的主要研究方案(拟采用的研究方法、准备工作情况及主要 措施) 论文的整体思路是以 Matlab 为开发平台，首先进行语音信号的获取，然 后利用 Matlab 编写的程序对语音进行处理，包括信号波形分析、信号的二倍 频变换、 幅度变换等处理以及进行输入信号的傅里叶变换和信号的滤波等，从 理论上来说此方案是可行的。

四、论文(设计)研究工作进展安排 2011 年 01 月上旬：收集和该论文题目相关的资料，查阅图书、浏览相关网络 信息等。 2011 年 01 月下旬：整理相关资料。 2011 年 02 月：开始写论文初稿。 2011 年 03 月：进行与论文相关的实习，同时对初稿进行修改。 2011 年 04 月：对论文进行第二次定稿。完成论文后，交由指导老师审阅。 2011 年 05 月：参考指导老师意见修改论文，定稿。 2011 年 06 月：完成论文，开始毕业答辩。 五、主要参考文献 [1]胡航.语音信号处理[M].第 4 版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005 [2]徐靖涛，王金根.基于 MATLAB 的语音信号分析和处理[J].重庆科技学院学报 (自然科学版) 2008,(03):132-135 , [3]Joyce Van de Vegte. Fundamentals of Digital Signal Processing[M].第 1 版.北 京：电子工业出版社,2009 [4]程佩青.数字

信号处理教程[M].第 3 版.北京：清华大学出版社，2007 [5]苏金明，张莲花，刘波.Matlab 工具箱应用[M].第 1 版.北京：电子工业出版 社，2004

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六、指导老师意见

指导老师(签名) 年 七、二级学院论文(设计)领导小组意见 月 日

二级学院(盖章) 年 月 日