通信与语音信号采集与分析实验（语音信号的采集与处理课程设计）

语音信号的采集处理和播放

语音信号的采样频率一般是8K，为提高音质，也有12K，16K采样的。录音用ADC，ADC前低通滤波器（抗混叠滤波器），如果信号弱需要加放大电路。播放用DAC，或PWM方式播放，用放大电路调节音量，为提高音质可用低通滤波器，滤除噪音。

语音信号处理：首先，手机中的麦克风会捕捉到用户发出的语音信号。这些信号通常是模拟信号，需要经过数字化处理才能被手机处理器识别和处理。手机处理器会对模拟信号进行采样、量化和编码等处理，将其转换为数字信号。

系统通过话筒录入语音数据，经过滤波电路、采样保持电路等处理，由STC89C52单片机控制芯片将语音信号储存在寄存器中。回放时，由单片机控制芯片提取寄存器中的数据，通过功率放大器将语音信号放大后回放出来。

语音信号采集是语音信号处理的前提。语音通常通过话筒输入计算机。话筒将声波转换为电压信号，然后通过A/D装置（如声卡）进行采样，从而将连续的电压信号转换为计算机能够处理的数字信号。

采样位数可以理解为采集卡处理声音的解析度。这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。我们首先要知道：电脑中的声音文件是用数字0和1来表示的。所以在电脑上录音的本质就是把模拟声音信号转换成数字信号。

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调用MATLAB函数fir1设计一个FIR低通滤波器。并编写程序，调用MATLAB快速卷积函数fftfilt实现对xt的滤波。绘图显示滤波器的频响特性曲线、滤波器输出信号的幅频特性图和时域波形图。

数字滤波(digitalfilter)是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种计算方法。其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。

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。实时，它的简单涵义就是“即时”，也就是“立即”的意思。

语音合成。语音合成的是为了让计算机产生高质量的、高自然度的连续语音。计算机语音合成系统又称文语转换系统（TTS），主要是将文本输出语音。发展过程：共振峰合成、LPC合成、PSOLA技术。语音编码。

研究语音信号的分析一合成算法。采用非参教法实现源一月标说话人的语音转换。本项月采用了近年流行的STRAIGHT分析合合戏算让和基生伙速傅里叶变换模型的转换算法。将福音信是分解为相互独立的频谱参数和基频参数。

智能家居。语音技术可以实现智能家居控制，让用户通过语音指令控制家庭设备，如智能灯泡、智能音箱、智能门锁等。语音技术是指利用计算机和通信技术实现语音信号的处理、分析、合成和识别等功能的技术。

一般来说，语音识别的方法有三种：基于声道模型和语音知识的方法、模板匹配的方法以及利用人工神经网络的方法。

语音识别一般要经过以下几个步骤：①语音预处理，包括对语音的幅度标称化、频响校正、分帧、加窗和始末端点检测等内容。②语音声学参数分析，包括对语音共振峰频率、幅度等参数，以及对语音的线性预测参数、倒谱参数等的分析。

语音识别技术，又称语音识别，是将语音信号转换成文本的过程。它通过对语音的频谱和时间特征进行分析和识别来实现这一目的。语音识别系统通常由以下几部分组成：语音捕捉器、特征提取器、语言模型和识别器。

语音识别过程主要包括语音信号的预处理、特征提取、模式匹配几个部分。预处理包括预滤波、采样和量化、加窗、端点检测、预加重等过程。语音信号识别最重要的一环就是特征参数提取。

语音识别的方法主要有基于模板匹配的方法、统计建模方法和深度学习方法。基于模板匹配的方法是将输入的语音信号与预先存储的语音模板进行比较，寻找最佳匹配。统计建模方法使用概率模型来对语音信号进行建模，如隐马尔可夫模型。

再按“确认”键进行确认，则工作模式由局内交换切换为中继交换，显示器循环显示“d”，此时方可通过中继拨打“长途”电话。按“复位”键重启系统，进入正常局内交换模式。

从本科毕业设计(论文)课题的来源，也可以分为教师命题型和自选型毕业设计(论文)两大类。学生要根据通信工程专业课程群来确定选题方向，数字通信与网络交换方向及信号及信息处理方向的所有应用方面课程均可以作为选题内容。

为最好地利用每个译码器获得的信息，译码算法必须可以实现软判决交换，而不是采用硬判决。对于采用两个分量码的系统，译码的概念是指将来自一个译码器的软判决输入到另一个译码器的输入，并将此过程重复几次以获得更好的判决，如图1所示。

(1)接口功能：接口分为用户接口和中继接口，其作用是分别将用户线和中继线连接到交换设备。采用不同交换技术的设备具有不同的接口。

这7种功能常用第一个字母组成的缩写词(BORSCHT)代表。对于模拟调度交换机，不需要编解码功能；而在数字调度交换机中，除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外，其它大部分均采用PCM编解码方式。

本实验模块可以传输两路话音信号。采用TP3057编译器，它包括了图9-1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。编码器输入信号可以是本实验模块内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。