利用MATLAB进行语音噪声信号处理。

简介：
语音除噪和音信号处理是语音学与数字信号处理技术融合的交叉学科，本课题侧重于将语音视为一种特殊的信号——一种“复杂向量”来进行研究，因此更强调数字信号处理技术的应用[1]。数字信号处理技术主要集中于研究离散线性时不变系统，其中数字滤波和频谱分析是其两个核心分支。数字滤波，即从各种信号中提取所需信息并抑制不必要的干扰；而数字滤波器可以在时域或频域内实现，主要分为无限长冲击数字滤波器（IIR）和有限长冲击数字滤波器（FIR）两种类型。频谱分析（SA, Spectrum Analysis）则涉及对各类信号在频域上的加工处理，其核心在于快速傅里叶变换（FFT），分析结果呈现为不同频率对应的物理量的谱线和曲线[2]。鉴于课题的重心，即“基于MATLAB的有噪声语音信号处理”，旨在将数字信号处理技术应用于实际场景，具体而言是对语音及加噪处理进行研究。作为存储在计算机中的语音信号，它本身已经经历了离散化过程，我们只需提取这些离散量即可对其进行相应的处理。这一操作的实现依赖于强大的数字信号处理工具MATLAB[3]。MATLAB是“矩阵实验室”的简称，是由美国MathWorks公司开发的商业数学软件，它是一种高级技术计算语言和交互式环境，广泛应用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算。该软件包含MATLAB和Simulink两大部分。它提供了功能全面的滤波器设计工具，并配备了交互式图形用户界面（Interactive graphical user interface），例如FDATool和SPATool两种工具。其中FDATool主要用于数字滤波器设计与分析，而SPATool不仅可以设计和分析滤波器，还可以对信号进行时域与频域的分析[4]。通过MATLAB中若干命令函数的调用，可以有效地连接实际语音与理论上的数字信号处理。本课题的独特之处在于将其语音信号视为向量来进行处理进而实现数字化；从而能够完全运用数字信号处理的相关知识来解决语音及加噪问题。类似于对一般信号进行频谱分析一样，我们也可以对语音信号进行频谱分析；并且能够相对容易地利用数字滤波器对语音进行滤波操作[5]。