【硕士论文】基于DSP的语音信号频谱分析仪的研究.pdf

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1、武汉大学硕士学位论文基于DSP的语音信号频谱分析仪的研究姓名：王丹申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：陈纪椿20040501摘要频谱分析在生产实践和科学研究中有着广泛的应用，快速傅立叶变换(FFT)算法和DSP芯片的出现，为各式各样的频域问题提供了一个统一的、经济的、单片集成的解决方法。语音处理的研究目标多种多样，处理方法丰富多彩，一直是数字信号处理技术发展的重要推动力量。本文首先对语音信号的时域处理方法进行了分析，在对语音信号的频谱方法研究的基础上，提出了一种新的基于DSP的频谱分析仪的构思，这种结构简单、使用方便的便携式频谱分析仪利用DSP强大的数据处理功能对语音信号

2、进行频谱分析。最后，对此设计方案进行了理论分析并在TMS320LF2407DSP上就一些相关问题做了实验，取得较为满意的结果，验证了该系统的可行性。关键词：频谱分析仪，基音检测，FFT，DSPABSTRACTTheanalysisofspectrumiswidelyappliedtomanufacturepracticeandscienceresearch．TheappearanceofFastFourierTransformation(FFT)algorithmandDSPchipprovidesauniform，economicalandsinglechipintegration

3、resolutionmethod；Theresearchobjectsofspeechprocessarevarious，andthemethodsofprocessingareabundant．Itisalwaysimportantimpetusofdigitalsignalprocessing．ThispaperintroducesTimedomainprocessingandspectrumanalysisofspeechprocessfirstly，andthenintroduceDSPhowtorealizespeechprocess．Inthispaper，anewdes

4、ignofspectrographbasedonDSPisgiven．ThissimpleandconvenientportablespectrographutilizesthepowerfulprocessingtechniqueofDSPtoanalysisspeechsignal．Intheend，thetotalofsolutionisdemonstratedintheoryandistestedontheTMS320LF2407DSPandacquiresaticfactoryresults．AnalysisresultsprovethemethodiSfeasible．K

5、EYWORS：SpectrumAnalysis，PitchDetecton，FFT，DSPIl郑重声明本人的学位论文是在导师指导下独立完成的，学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，本人愿意承担由此产生的法律后果和法律责任，特此郑重声明。学位论文作者(签名)：扣岢2004年5月10号第一章引言1．1课题研究的背景和意义自然界的运动和变化都有它们的固有规律，其中很多规律表现为周期性。大至宇宙天体，d,N基本粒子，它们的运动都有周期性。人类社会的发展也有周期性，这就是为什么很多历史事件具有惊人的相似性。不管是简单的重复，还是螺旋式的上升，都是周期性的表现。另外一个

6、有趣的现象是人类对变化的频率比对变化的本身更要敏感得多。入耳对声音敏感的不是声波本身而是声波的频率，例如男声、女生和低音、高音；人眼对光敏感的不是光波本身，面是光波的频率(颜色)，例如红光、绿光和蓝光。所以频率的概念几乎和时间(或空间)的概念一样重要。这就是为什么人们把频域和时域相提并论IIl。频谱分析在生产实践和科学研究中有着广泛的应用。例如，对各类旋转机械、电机、机床等机器的主体或部件进行实际运行状态下的谱分析，可以提供设计数据和检验设计结果，或者找寻震源和诊断故障，保证设备的安全运行等。在声纳系统中，为了寻找海洋水面船只或潜艇，需要对噪声信号进行频谱分析，以提供有用信息，判断舰

7、艇运行速度、方向、位置、大小等。因此对频谱分析方法的研究一直是当前信号处理技术中一个十分活跃的课题。语音处理的研究目标多种多样，处理方法丰富多彩，一直是数字信号处理技术发展的重要推动力量。无论是谱分析方法，还是数字滤波技术或压缩编码算法等，许多新方法的提出，首先是在语音处理中获得成功，然后再推广到其他领域的。高速信号处理器的诞生和发展也是与语音处理的发展分不开的，语音识别和语音编码算法的复杂性和实时处理的需要，就是促使人们去设计这样的处理器的重要推动力量之