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1、语音信号处理－－男声变女声姓名韩朝智学号2008114515班级信息工程2班数字信号处理是一门发展迅速、应用广泛的前沿性学科,其理论性和实践性都很强。为了系统地掌握和理解信号的采集、处理、传输、显示和存储,本文通过具体的语音信号处理实例阐述这一原理和方法。一实验目标在理论学习的基础上，进一步理解和掌握数字信号的时域分析、频域分析、频谱搬移及基于matlab的实现方法，把男声变成女声。二技术路线步骤一：选择一个WAV文件作为分析的对象。步骤二：进行FFT变换并画频域图形。步骤三：进行该声波主要频谱
2、的分析。步骤四：根据该声音的频谱，反演时域图形（有失真）。步骤五：进行傅立叶逆变换IFFT并画频域图形。三实验原理实验按照录制采集语音信号,对录制的信号进行采样,绘制采样后语音信号的时域波形和频谱图,对傅氏变换后的信号进行频谱搬移，然后进行傅里叶逆变换变到时域内，生成目标文件。四程序流程生成目标文件时域变换原信号频率频谱分析频谱分析五程序1倒入声音文件并画出时域与频域图[s,fs]=wavread('001');%载入语音ssubplot(2,2,1);plot(s);title('原声音信号的
3、波形');xlabel('t/s');ylabel('y/B');S=fft(s);subplot(2,2,2);plot(abs(S));title('变换后声音信号的频谱');xlabel('t/s');ylabel('y/B');结果如下：2滤波器s=s/max(s);%归一化L=length(s);%读入语音长度FN=floor(L/FL)-2;%计算帧数%预测和重建滤波器exc=zeros(L,1);%激励信号（预测误差）zi_pre=zeros(P,1);%预测滤波器的状态s_rec
4、=zeros(L,1);%重建语音zi_rec=zeros(P,1);%合成滤波器exc_syn=zeros(L,1);%合成的激励信号（脉冲串）s_syn=zeros(L,1);%合成语音last_syn=0;%存储上一个（或多个）段的最后一脉冲的下标zi_syn=zeros(P,1);%合成滤波器的状态%变调不变速滤波器exc_syn_t=zeros(L,1);%合成的激励信号（脉串）s_syn_t=zeros(L,1);%合成语音last_syn_t=0;%存储上一个（或多个）段的最后一个
5、脉冲的下标zi_syn_t=zeros(P,1);%合成滤波器的状态%变速不变调滤波器（假设速度减慢一倍）v=.5;exc_syn_v=zeros(vL,1);%合成的激励信号（脉冲串）s_syn_v=zeros(vL,1);%合成语音last_syn_v=0;%存储上一个（或多个）段的最后一个脉冲的下标zi_syn_v=zeros(P,1);%合成滤波器的状态3时域处理并画出处理后频谱图hw=hamming(WL);%汉明窗%依次处理每帧语音forn=3:FN%计算预测系数（不需要掌握）s
6、_w=s(n*FL-WL+1:n*FL).*hw;%汉明窗加权后的语音[AE]=lpc(s_w,P);%用线性预测法计算P个预测系数%A是预测系数，E会被用来计算合成激励的能量ifn==27ends_f=s((n-1)*FL+1:n*FL);%本帧语音，下面就要对它做处理%(4)用filter函数s_f计算激励，注意保持滤波器状态[exc1,zi_pre]=filter(A,1,s_f,zi_pre);exc((n-1)*FL+1:n*FL)=exc1;%计算得到的激励%(5)用filter函数
7、和exc重建语音，注意保持滤波器状态[s_rec1,zi_rec]=filter(1,A,exc1,zi_rec);s_rec((n-1)*FL+1:n*FL)=s_rec1;%计算得到的重建语音%注意下面只有在得到exc后才会计算正确s_Pitch=exc(n*FL-222:n*FL);PT=findpitch(s_Pitch);%计算基音周期PTG=sqrt(E*PT);%计算合成激励的能量G%(11)不改变基音周期和预测系数，将合成激励的长度增加一倍，再作为filter%的输入得到新的合成
8、语音，听一听是不是速度变慢了，但音调没有变。FL_v=floor(FL/v);tempn_syn_v=[1:n*FL_v-last_syn_v]';exc_syn1_v=zeros(length(tempn_syn_v),exc_syn1_v(mod(tempn_syn_v,PT)==0)=G;%某一段算出的脉冲exc_syn1_v=exc_syn1_v((n-1)*FL_v-last_syn_v+1:n*FL_v-last_syn_v)[s_syn1_v,zi_syn_v]=filter(1,
