语音信号处理实验一

课程名称：       语音信号处理          

实验项目：   语音短时平均能量的实现    

实验地点：         起点机房            

专业班级：通信// 学号：2009////

学生姓名：         //////              

指导教师：          //////////

2012年  10月  23日

一．实验目的

1.熟悉Matlab基本程序的运用。

2.充分理解取不同窗长时的语音短时平均能量的变化情况。

3.熟悉Matlab编程语言在语音信号处理中的作用。

4.能够实现程序的重新编制。

二．实验原理

定义n时刻某语音信号的短时平均能量为：

式中N为窗长，可见短时平均能量为为一帧样点值的甲醛平方和。特殊地，当窗函数为矩形窗时，有

三．实验要求

1.实验前自己用Cool Edit音频编辑软件录制声音“我到北京去”，并把它保存为.txt文件。

2.编程实现不同矩形窗长N=50、100、200、800的短时平均能量。

3.用Matlab画出不同窗长的短时平均能量的图形。

4.写出实验报告，分析实验结果。

四．实验条件

计算机   Matlab软件

五．实验步骤

1.用Cooledit读入语音“我到北京去”。设置采样率为8kHz,16位，单声道。

2.将读入的语音wav文件保存为txt文件，即zqq.txt文件。

3.把保存的文件zqq.txt文件读入Matlab。

4.对采样到的语音样点值进行分帧。

5.对照不同矩形窗长N的短时平均能量，画出图形。

六．实验程序及数据

fid=fopen('zqq.txt','rt');

    x=fscanf(fid,'%f');

fclose(fid);

s=fra(50,25,x)

s2=s.^2;

energy=sum(s2,2)

subplot(2,2,1)

plot(energy)

xlabel('帧数')

ylabel('短时能量 E')

legend('N=50')

axis([0,2500,0,4* 10^10])

s=fra(100,50,x)

s2=s.^2;

energy=sum(s2,2)

subplot(2,2,2)

plot(energy)

xlabel('帧数')

ylabel('短时能量 E')

legend('N=100')

axis([0,1200,0,8* 10^10])

s=fra(400,200,x)

s2=s.^2;

energy=sum(s2,2)

subplot(2,2,3)

plot(energy)

xlabel('帧数')

ylabel('短时能量 E')

legend('N=400')

axis([0,300,0,3* 10^11])

s=fra(800,400,x)

s2=s.^2;

energy=sum(s2,2)

subplot(2,2,4)

plot(energy)

xlabel('帧数')

ylabel('短时能量 E')

legend('N=800')

axis([0,150,0,6* 10^11])

其中fra（）为分帧函数，其MATLAB程序如下：

function f=fra(len,inc,x)

fh=fix(((size(x,1)-len)/inc)+1)

f=zeros(fh,len);

i=1;n=1;

while i<=fh

     j=1;

while j<=len

          f(i,j)=x(n);

          j=j+1;n=n+1;

     end

     n=n-len+inc;

     i=i+1;

end

七．思考题

1．通过改动不同的窗长和窗移，观看短时平均能量的变化。

答：窗长越小短时平均能量越小，细节越多，随着窗长的增大短时平均能量越大，曲线越光滑，个别细节被平滑掉了，同时随着窗长和窗移的增加，帧数越来越少。

2．在相同的实验环境下，把本文中的矩形窗改成hamming窗，来实现语音短时平均能量。

fid=fopen('zqq.txt','rt');

    x=fscanf(fid,'%f');

fclose(fid);

s=fra(50,25,x)*hamming(50)

s2=s.^2;

energy=sum(s2,2)

subplot(2,2,1)

plot(energy)

xlabel('帧数')

ylabel('短时能量 E')

legend('N=50')

axis([0,2500,0,1* 10^10])

s=fra(100,50,x)*hamming(100)

s2=s.^2;

energy=sum(s2,2)

subplot(2,2,2)

plot(energy)

xlabel('帧数')

ylabel('短时能量 E')

legend('N=100')

axis([0,1200,0,2* 10^10])

s=fra(400,200,x)*hamming(400)

s2=s.^2;

energy=sum(s2,2)

subplot(2,2,3)

plot(energy)

xlabel('帧数')

ylabel('短时能量 E')

legend('N=400')

axis([0,300,0,3* 10^11])

s=fra(800,400,x)*hamming(800)

s2=s.^2;

energy=sum(s2,2)

subplot(2,2,4)

plot(energy)

xlabel('帧数')

ylabel('短时能量 E')

legend('N=800')

axis([0,150,0,8* 10^11])