兰州商学院毕业论文-基于Matlab的语音信号处理与仿真

用户完全自定义图形，并在Matlab应用程序中建立自己的图形界面的低级命令。

5） Matlab应用程序接口：API是允许用户编写C、FORTIULN和Matlab接口程序的系统库，该库中包含一些调用工具，其它应用程序能够通过动态链接、作为计算引擎、读写MAT文件三种形式来使用这些工具以调用Matlab程序。

·图形用户界面（GUI） 1）图形用户界面概念

图形用户界面或图形用户接口（Graphical User Interface,GUI）是指采用图形方式显示的计算机操作环境用户接口。与早期计算机使用的命令行界面相比，图形界面对于用户来说更为简单易用。

GUIDE是Matlab提供的图形界面开发环境，提供了一系列用于创建图形用户界面的工具，从而简单化界面布局和编程工作。

2）图形用户界面设计 ①GUI设计模板

在Matlab主窗口中，选择File菜单中的New菜单项，再选择其中的GUI命令，就会显示图形用户界面的设计模板。

Matlab为GUI设计一共准备了4种模板，分别是Black GUI（默认）、GUI with Uicontrols（带控件对象的GUI模板）、GUI with Axes and Menu（带坐标轴与菜单的GUI模板）与Modal Question Dialog（带模式问话对话框的GUI模板）。

当用户选择不同的模板时，在GUI设计模板界面的右边会显示与该模

8

板对应的GUI图形。

②GUI设计窗口

在GUI设计模板中选中一个模板，然后单击OK按钮，就会显示GUI设计窗口。选择不同的GUI设计模式时，在GUI设计窗口中显示的结果是不一样的。

GUI设计窗口由菜单栏、工具栏、控件工具栏以及图形对象设计区等部分组成。GUI设计窗口的菜单栏有File、Edit、View、Layout、Tools和Help 6个菜单项，使用其中的命令可以完成图形用户界面的设计操作。

③GUI设计窗口的基本操作

在GUI设计窗口创建图形对象后，通过双击该对象的属性编辑器。例如，创建一个Push Button 对象，并设计该对象的属性值。

三、语音信号处理的总体方案

语音信号处理是信号处理中的重要分支之一。它包括的主要方面有：语音的识别，语言的理解，语音的合成,语音的增强,语音的数据压缩等。而本文仅仅是对语音信号做一些简单的处理，包括信号的提取、调整、变换和滤波等。

（一）本文基本要求

本文是对语音信号同时在时域和频域进行滤波处理和分析，在Matlab应用软件下设计一个简易图形用户界面（GUI），来解决一般应用条件下的各种语音信号处理。

9

（二）语音信号的处理

1、语音信号的采集

使用电脑的声卡设备采集一段时间长度约为5~10秒的声音信号，保存为*.wav格式。

2、语音信号的处理

语音信号的处理[1,8,11,12,13]主要包括信号的提取、调整、变换和滤波等。 1）提取：通过图形用户界面上的菜单功能按键采集电脑设备上的一段音频信号、完成音频信号的频率，幅度等信息的提取，并得到该语音信号的波形图。

2）调整：在设计的用户图形界面下对输入的音频信号进行各种变化，如变化幅度、改变频率等操作，以实现对语音信号的调整。

3）变换：在用户图形界面下对采集的语音信号进行Fourier等变换，并画出变换前后的频谱图。

4）滤波：滤除语音信号中的噪音部分，可采用低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波，并比较各种滤波后的效果。

3、语音信号的效果显示

通过用户图形界面的输出功能，将处理后的语音信号进行播放，试听处理后的效果。

4、语音信号处理方框图

图3-1列出了整个语音信号处理的方框图：

10

信号采集 信号提取 信号调整 信号变换 信号滤波 效果显示 图3-1语音信号处理方框图

其中信号调整包括信号的幅度和频率的任意倍数变化，如图3-2所示:

信号调整 频率调整 图3-2 信号调整

幅度调整 信号的滤波采用了四种滤波方式，如图3-3所示：

低通滤波 高通滤波 带通滤波 带阻滤波 信号滤波 图3-3 语音信号滤波的方式

综合图3-1、3-2、3-3可以看到，整个语音信号处理系统的流程分为三步，首先是读入待处理的语音信号，即信号的采集；然后进行语音信号的处理，包括信息的提取、信号幅度和频率调整、语音信号的傅里叶变换以及信号的滤波，而滤波又包括低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波等方式；最后是对处理后的语音信号进行效果显示。

11