4。3 语谱图绘制 21

4。4语音波形的缩放和平移 23

4。5 界面设置 24

4。6 软件测试级语谱图分析 25

4。6。1 软件测试 25

4。6。2 语谱图分析 27

总结 29

致谢 29

参考文献 29

1序言

1。1 语音信号处理研究现状

1。2本文研究内容及意义

  本文研究的重点就是上文所介绍的语音信号的语谱图特征分析，因为语音信号的特征都是随时间而变化的是非平稳的，而“短时分析技术”，就是把语音信号在很短的时间内看做是平稳信号来进行处理的技术，所以我们需要通过“短时分析技术”对语音信号进行处理。对语音信号的各种处理都需要提取语音信号的中的信息。

  对语音信号的处理一般有：文献综述

  1。分析语音信号，提取特征参数（通过构建合适的数学模型），再用来后续处理，通常是为了后续的语音信号研究提供数据[2,3。 

  2。对语音信号进行加工，比如对含噪音的语音信号进行除噪处理从而得到没有杂音的语音信号；把不同的语音信号进行巧妙的拼接从而得到流畅自然地高质量合成语音；这些应用都需要我们对语音信号进行提取并且分析。总之，我们目的就是为了达到提取语音信号中所携带的信息[2,3]。   

  本文研究的内容有以下几点：

（1）了解语音信号的波形特性，将语音信号从模拟信号转化为数字信号。

（2）使用c++语言绘制出语音信号的波形，并且进行显示。

（3）对语音信号的数字表示进行短时傅里叶变换，并且根据得到的数据来绘制频谱图并且进行显示。

（4）通过语音信号数字表示傅里叶变换后的数据来绘制语谱图。

（5）通过语谱图来区分元音段、辅音段和无声段。

1。3本文结构层次

  本文章节安排如下：

  第一章：序言部分。该部分概括了当前的语音信号处理研究的状况并对本文的研究内容及意义作了分析，并在这一节对本文的内容安排作了介绍。

  第二章：语音信号知识背景介绍。简要的介绍了语音信号的波形特征，语音信号的分类以及语音信号的一些基本特征。

  第三章：语音信号频谱分析，分别介绍了语音信号的频域特征、语音信号的预处理方法，着重介绍了短时傅里叶变换的方法。

  第四章：论述了绘制语音波形图、频谱图和语谱图的软件设计方法，并且对软件进行了测试。

2 语音信号知识背景介绍

2。1 语音信号的波形特征

  语音信号处理是研究数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科，要得到数字化的语音信号，只需要将我们获取的模拟语音信号经过A/D转换，便可得到数字化的语音信号，它是离散的。我们把获取到的离散的数字信号（采样）用文件的形式保存在电脑中，此时只需要通过编写好的读取该数字信号并且显示在电脑上，便可得到可观察的的语音波形。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

  图2。1是男生朗读数字时的语音波形图，采样频率为16kHz，即每秒钟采样16k个点。图中横轴代表了采样点的序号。该图是可以进行横轴和纵轴的伸缩的。当横轴压缩的较短的时候，波形在水平方向被压缩到一个很小的地方，因此呈现出连续密集的状态，就像一个不规则的螺杆形的平面而非曲线了，但是这样更方便我们观察波形的轮廓而非细节，它也包括了更多的采样。图2。2的横轴伸展得较长，可以很明显的看到波形是一条连续的曲线而非平面，能清楚地看到曲线的变化，它包含了较少的采样，但是将鼠标放在曲线上，在软件界面的右上角能看到该点的横坐标和纵坐标，而且从该图中，我们可以看出语音的波形一直是在变化着的，因为语音的幅度一直在发生变化，因此可以说语音信号是非平稳的。同时，在水平方向上平移该波形，我们也观察到，其有的部分是具有很明显的周期性的，而有的部分则表现出了噪声所具有的特性，如图2。3所示，具有不规则无周期振幅较小且毫无规律的特点，这两种情况也一直贯穿在整个语音信号的波形中[20]。但我们可以认为，在极短的时间域，该语音信号的基本特征不发生明显的变化，这就是我们所说的语音信号的“短时平稳性”，而且这一“特性”是我们进行该项研究的前提。因此我们在处理语音数据时通常选取那些在短时间域波形没有太大变化的语音，一般10~30ms为一段，该事件的长短作为该段语音的帧长，每一段便称作一“帧”[20]。