基于Matlab的语音信号传输系统的分析与仿真(D.L.K.5-14)

江西理工大学应用科学学院毕业设计

原始语音信号FFT频谱1.81.61.40.1原始语音信号0.21.210.80.6-0.20幅度幅度-0.10.40.2-0.30500100015002000Hz25003000350002468time(s)101214

图4.8 原始信号时域波形和频谱

给原始的语音信号加上一个高频余弦噪声，频率为3.8kHz。画出加噪后的语音信号时域和频谱图，与原始信号对比，可以很明显的看出区别。

clear all; clc; fs=8000;

x1=wavread('pb8k.wav'); t=(0:length(x1)-1)/8000; f=fs*(0:1023)/2048; Au=0.05;

d=[Au*cos(2*pi*3800*t)]'; %噪声为3.8kHz的余弦信号 x2=x1+d; y1=fft(x1,2048); y2=fft(x2,2048); figure(1) plot(t,x2) grid on;axis tight; title('加噪后的信号'); xlabel('time(s)'); ylabel('幅度'); figure(2)

23

彭凯华：基于Matlab的语音信号传输系统的分析与仿真

subplot(2,1,1);

plot(f,abs(y1(1:1024)));grid on;axis tight; title('原始语音信号频谱'); xlabel('Hz');ylabel('幅度'); subplot(2,1,2);

plot(f,abs(y2(1:1024)));grid on;axis tight; title('加噪语音信号频谱'); xlabel('Hz');ylabel('幅度');

加噪声后的语音信号FFT频谱1.61.41.2加噪声后的语音信号0.20.10幅度幅度10.80.6-0.1-0.20.40.2-0.30500100015002000Hz25003000350002468time(s)101214

图4.9 加噪声后信号时域波形和频谱

4.3.4 语音信号的滤波

从图4.4中发现，语音信号中包含背景噪声，这些噪声的频率一般较高。所以可以利

用MATLAB软件中的滤波器进行滤波处理，得到较为理想的语音信号。 4.3.4.1 语音信号的低通滤波

系统中设计了一个截止频率为200Hz切比雪夫—I型低通滤波器，它的幅频特性如下

图4.10：

24

江西理工大学应用科学学院毕业设计

图4.10 低通滤波器的幅频特性

低通滤波器性能指标： wp=0．075pi，ws =0．125pi，Rp=0．25；As =50dB； 经过低通滤波器处理后，比较处理前后的波形图的变化，如下图4.11：

图4.11 低通滤波后波形和频谱的变化

25

彭凯华：基于Matlab的语音信号传输系统的分析与仿真

低通滤波后，声音稍微有些发闷、低沉，原因是高频分量被低通滤波器衰减。但是很接近原来的声音。

4.3.4.2 语音信号的高通滤波

运用切比雪夫—Ⅱ型数字高通滤波器，对语音信号进行滤波处理。高通滤波器性能指标： wp=0．375pi，ws =0．425pi，Rp=0．25；As =50dB；然后将其与原信号的比较图如下图4.12：

图4.12 高通滤波后波形和频谱的变化

高通滤波后，此时只有少许杂音，原因是低频分量被高通滤波器衰减，而人声部分正好是低频部分，所以只剩下杂音，或者发出高频杂音但人的耳朵听不到。 4.3.4.3 语音信号的带通滤波

运用椭圆数字带通滤波器函数，对语音信号进行滤波处理后其与原信号的比较图如下图4.13：

26