上一节主要介绍了关于语音听觉的相关内容,从本节开始,我们将展开一系列关于语音时域信号分析、频域信号、线性预测分析、倒谱特征等相关内容。
随机信号的功率谱分析是一种广泛使用的信号处理方法,能够辨识随机信号能量在频率域的分布,同时也是解决多种工程随机振动问题的主要途径之一.Matlab作为大型数学分析软件,得到了广泛应用,目前已推出7.x的版本.Matlab内建了功能强大的信号处理工具箱.psd函数是Matlab信号处理工具箱中自功率谱分析的主要内建函数.Matlab在其帮助文件中阐述psd函数时均将输出结果直接称为powerspectrumdensity,也即我们通常所定义的自功率谱.实际上经分析发现,工程随机振动中功率谱标准定义[1]与Matlab中psd函数算法有所区别,这一点Matlab的帮助文档没有给出清晰解释.因此在使用者如没有详细研究psd函数源程序就直接使用,极易导致概念混淆,得出错误的谱估计.本文详细对比了工程随机振动理论的功率谱定义与Matlab中psd函数计算功率谱的区别,并提出用修正的psd函数计算功率谱的方法,并以一组脉动风压作为随机信号,分别采用原始的psd函数与修正后的psd函数分别对其进行功率谱分析,对比了两者结果的差异,证实了本文提出的修正方法的有效性.1随机振动相关理论1.1傅立叶变换求功率谱理论上,平稳随机过程的自功率谱密度定义为其自相关函数的傅立叶变换:Sxx()=12p+-Rxx(t)eitdt(1)其中,S(xx)()为随机信号x(t)的自功率谱密度,Rxx(t)为x(t)的自相关函数.工程随机振动中的随机过程一般都是平稳各态历经的,且采样信号样本长度是有限的,因此在实用上我们采用更为有效的计算功率谱的方法,即由时域信号x(t)构造一个截尾函数,如式(2)所示:xT(t)=x(t),0tT0,其他(2)其中,t为采样时刻,T为采样时长,x(t)为t时刻的时域信号值.由于xT(t)为有限长,故其傅立叶变换A(f,T)以及对应的逆变换存在,分别如式(3)、(4)所示:A(f,T)=+-xT(t)e-i2pftdt(3)xT(t)=+-A(f,T)ei2pftdt(4)由于所考虑过程是各态历经的,可以证明:Sxx(f)=limT1TA(f,T)2(5)在实际应用中,式(5)是作功率谱计算的常用方法.1.2功率谱分析中的加窗和平滑处理在工程实际中,为了降低工程随机信号的误差,一般对谱估计需要进行平滑处理.具体做法为:将时域信号{x(t)}分为n段:{x1(t)},{x2(t)},…,{xn-1(t)},{xn(t)},对每段按照式(5)求功率谱Sxixi(f),原样本的功率谱可由式(6)求得:Sxx(f)=1nni=1Sxixi(f)(6)如取一样本点为20480的样本进行分析,将样本分割为20段进行分析,每段样本点数为1024.将每段1024个样本点按照式(5)的方法分别计算功率谱后求平均,即可得到经过平滑处理的原样本的功率谱,这样计算出的平滑谱误差比直接计算要降低很多.另一方面,由于实际工程中随机信号的采样长度是有限的,即采样信号相当于原始信号的截断,即相当于用高度为1,长度为T的矩形时间窗函数乘以原信号,导致窗外信息完全丢失,引起信息损失.时域的这种信号损失将会导致频域内增加一些附加频率分量,给傅立叶变换带来泄漏误差.构造一些特殊的窗函数进行信号加窗处理可以弥补这种误差,即构造特殊的窗函数{u(t)},用{u(t)}去乘以原数据,对{x(t)u(t)}作傅立叶变换可以减少泄漏:Aw(f,T)=+-u(t)xT(t)e-i2pftdt(7)其中,Aw(f,T)为加窗后的傅立叶变换.u(t)xT(t)实际上是对数据进行不等加权修改其结果会使计算出
今天我开通了新专栏《语音处理》,又名曰——不语。我将分享介绍一些关于语音信号处理的基础知识。
数字信号处理的主要数学工具是傅里叶变换.而傅里叶变换研究的是整个时间域和频率域的关系。不过,当运用计算机实现工程测试信号处理时,不可能对无限长的信号进行测量和运算,而是取其有限的时间片段进行分析。做法是从信号中截取一个时间片段,然后用截取的信号时间片段进行周期延拓处理,得到虚拟的无限长的信号,然后就可以对信号进行傅里叶变换、相关分析等数学处理。无限长的信号被截断以后,其频谱发生了畸变,原来集中在f(0)处的能量被分散到两个较宽的频带中去了(这种现象称之为频谱能量泄漏)。 为了减少频谱能量泄漏,可采用不同的截取函数对信号进行截断,截断函数称为窗函数,简称为窗。 窗函数就是时域有限宽的信号。 泄漏与窗函数频谱的两侧旁瓣有关,如果两侧瓣的高度趋于零,而使能量相对集中在主瓣,就可以较为接近于真实的频谱,为此,在时间域中可采用不同的窗函数来截断信号。
摘要:语音信号处理是目前发展最为迅速的信息科学研究领域中的一个,是目前极为活跃和热门的研究领域,其研究成果具有重要的学术及应用价值。语音信号处理的研究,对于机器语言、语音识别、语音合成等领域都具有很大的意义。MATLAB软件以其强大的运算能力可以很好的完成对语音信号的处理。通过MATLAB可以对数字化的语音信号进行时频域分析,方便地展现语音信号的时域及频域曲线,并且根据语音的特性对语音进行分析。本文主要研究了基于MATLAB软件对语音信号进行的一系列特性分析及处理,帮助我们更好地发展语音编码、语音识别、语音合成等技术。本文通过应用MATLAB对语音信号进行处理仿真,包括短时能量分析、短时自相关分析等特性分析,以及语音合成等。
上一节主要介绍了关于加窗函数的相关内容。对语音的时域信号进行分析是最直观的分析方式。本文将介绍语音信号处理中四种时域特征,分别是短时能量、短时过零率、短时自相关函数以及短时平均幅度差。
摘 要 本课程设计主要内容是设计利用窗口设计法选择FLATTOPWIN窗设计一个FIR滤波器,对一段含噪语音信号进行滤波去噪处理并根据滤波前后的波形和频谱分析滤波性能。本课程设计仿真平台为MATLAB7.0,开发工具是M语言编程,通过课程设计了解FIR滤波器设计的原理和步骤,掌握用MATLAB语言设计滤波器的方法,了解FLATTOPWIN对FIR滤波器的设计及编程方法。首先利用windows自带的录音机录制一段语音信号,加入一单频噪声,对信号进行频谱分析以确定所加噪声频率,设计滤波器进行滤波去噪处理,比较滤波前后的波形和频谱并进行分析。由分析结果可知,滤波 后的语音信号与原始信号基本一致,即设计的FIR滤波器能够去除信号中所加单频噪声,达到了设计目的。 关键词 滤波去噪;FIR滤波器;FLATTOPWIN窗;MATLAB
共振峰:当把声道看成一个发音的腔体的时候,激励的频率达到他的固有频率,则声道会以最大的振幅来振荡,即产生共鸣,这个频率称为共振频率(formant frequency),简称共振峰(formant)
做信号处理的朋友应该都会fft比较熟悉,就是求傅里叶变换。我在这里也不再去讲这个函数了,但需要注意的一点:实信号的频谱关于0频对称,是偶函数,如果st = cos(2pif0*t)+1; t的长度为4000,那么0频的位置在第一个点,做fftshift后,0频的位置在低2001个点的位置,fft后的信号关于第2001个点对称,而不是4000个点左右对称。
数字信号处理中通常是取其有限的时间片段进行分析,而不是对无限长的信号进行测量和运算。具体做法是从信号中截取一个时间片段,然后对信号进行傅里叶变换、相关分析等数学处理。信号的截断产生了能量泄漏,而用FFT算法计算频谱又产生了栅栏效应,从原理上讲这两种误差都是不能消除的。在FFT分析中为了减少或消除频谱能量泄漏及栅栏效应,可采用不同的截取函数对信号进行截短,截短函数称为窗函数,简称为窗。
从傅里叶变换到小波变换,并不是一个完全抽象的东西,可以讲得很形象。小波变换有着明确的物理意义,如果我们从它的提出时所面对的问题看起,可以整理出非常清晰的思路。 下面就按照傅里叶-->短时傅里叶变换-->小波变换的顺序,讲一下为什么会出现小波这个东西、小波究竟是怎样的思路。 一、傅里叶变换 关于傅里叶变换的基本概念在此我就不再赘述了,默认大家现在正处在理解了傅里叶但还没理解小波的道路上。 下面我们主要将傅里叶变换的不足。即我们知道傅里叶变化可以分析信号的频谱,那么为什么还要提出小波变换?答案“对非平稳
从傅里叶变换到小波变换,并不是一个完全抽象的东西,完全可以讲得很形象。小波变换有着明确的物理意义,如果我们从它的提出时所面对的问题看起,可以整理出非常清晰的思路。 下面我就按照傅里叶-->短时傅里叶变换-->小波变换的顺序,讲一下为什么会出现小波这个东西、小波究竟是怎样的思路。(反正题主要求的是通俗形象,没说简短,希望不会太长不看。。) 一、傅里叶变换 关于傅里叶变换的基本概念在此我就不再赘述了,默认大家现在正处在理解了傅里叶但还没理解小波的道路上。(在第三节小波变换的地方我会再形象地讲一下傅里叶变换)
GNU Radio 中 FFT 模块的窗函数包括以下几种:矩形窗(Rectangular Window)、汉明窗(Hamming Window)、汉宁窗(Hann Window)、黑曼窗(Blackman Window)、黑曼-哈里斯窗(Blackman-Harris Window)、凯泽窗(Kaiser Window)、巴特利特窗(Bartlett Window)、平顶窗(Flattop Window),本文对窗函数实现的结果做一个记录对比。
完整版教程下载地址:http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=94547 第36章 FIR滤波器的Matlab设计(含低通,高通,
MFCC(Mel-frequency cepstral coefficients):梅尔频率倒谱系数。梅尔频率是基于人耳听觉特性提出来的, 它与Hz频率成非线性对应关系。梅尔频率倒谱系数(MFCC)则是利用它们之间的这种关系,计算得到的Hz频谱特征。主要用于语音数据特征提取和降低运算维度。例如:对于一帧有512维(采样点)数据,经过MFCC后可以提取出最重要的40维(一般而言)数据同时也达到了将维的目的。
大侠好,欢迎来到FPGA技术江湖,江湖偌大,相见即是缘分。大侠可以关注FPGA技术江湖,在“闯荡江湖”、"行侠仗义"栏里获取其他感兴趣的资源,或者一起煮酒言欢。
《数字信号处理》是我们通信工程和电子类专业的一门重要的专业基础课程,主要任务是研究数字信号处理理论的基本概念和基本分析方法,通过建立数学模型和适当的数学分析处理,来展示这些理论和方法的实际应用。数字信号处理技术正飞速发展,它不但自成一门学科,更是以不同形式影响和渗透到其他学科。以下是小编为大家精心准备的:,欢迎参考阅读!
摘要:MATLAB是十分强大的用于数据分析和处理的工程实用软件,利用其来进行语音信号的分析、处理和可视化十分便捷。文中介绍了在MATLAB环境中如何驱动声卡采集语音信号和语音信号采集后的文档处理方法,并介绍了FFT频谱分析原理及其显示、MATLAB中相关函数的功能、滤波器的设计和使用。在此基础上,对实际采集的一段含噪声语音信号进行了相关分析处理,包括对语音信号的录取和导入,信号时域和频域方面的分析,添加噪声前后的差异对比,滤波分析,语音特效处理。结果表明利用MATLAB处理语音信号十分简单、方便且易于实现。
完整版教程下载地址:http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=94547 第27章 FFT的示波器应用 特别声明:本章节内容整理自
在信号处理中,滤波器的系数我们往往都是通过MATLAB来设计,只要我们知道滤波器的通带截止频率和阻带起始频率,就可以通过MATLAB中的fdatool(在MATLAB2020中使用filterDesigner)来设计滤波器了。
其中,声学模型主要描述发音模型下特征的似然概率,语言模型主要描述词间的连接概率;发音词典主要是完成词和音之间的转换。 接下来,将针对语音识别流程中的各个部分展开介绍。
今天给大侠带来FIR数字滤波器设计,由于篇幅较长,分三篇。今天带来第三篇,FIR数字滤波器设计,包括窗函数法设计FIR滤波器、频率采样法设计FIR滤波器以及基于firls函数和remez函数的最优化方法设计FIR滤波器。话不多说,上货。
日前,继在江苏卫视《最强大脑》第四季“人机大战”首轮任务跨年龄人脸识别竞赛中击败人类顶级选手后,在上周五晚上,百度的小度机器人再次在声纹识别任务上迎战名人堂选手——11岁的“听音神童”孙亦廷,双方最终以1:1打成平手。被称为“鬼才之眼”的水哥(王昱珩)宣布再度出山,将在下周的第三轮比赛中与“小度”在图像识别方面一决高下。 本轮题目规则为:从“千里眼”到“顺风耳”,节目组将第二场比赛范围划定在“听”的领域,策划出高难度选题《不能说的秘密》,由周杰伦化身出题人,从21位性别相同、年龄相仿、声线极为相似的专业合
" 实序列 " 的 " 幅频特性 ( 傅里叶变换取绝对值 ) " 是 偶对称 的 ,
随着信息学科的快速发展,以及大规模集成电路、超大规模集成电路和软件开发引起的计算机学科的飞速发展,自1965年快速傅里叶变换算法提出后,数字信号处理( digital signal processing,DSP)迅速发展成为一门新兴的独立的学科体系,这一学科已经应用于几乎所有工程、科学、技术领域,并渗透到人们日常生活和工作的方方面面。简言之,数字信号处理是把信号用数字或符号表示的序列,通过计算机或通用(专用)信号处理设备,用数字的数值计算方法对信号作各种所需的处理,以达到提取有用信息、便于应用的目的。
非平稳信号又称时变信号。对这一类信号,其一阶、二阶统计量和功率谱的估计显然不能简单的使用平稳信号的估计方法,必须考虑它们的时变因素。
音频信号是模拟信号,我们需要将其保存为数字信号,才能对语音进行算法操作,WAV是Microsoft开发的一种声音文件格式,通常被用来保存未压缩的声音数据。
原文出自:http://www.cnblogs.com/jacklu/p/5140913.html
今天的信号与系统,DSP知识点参考 Spoken Language Processing 第5, 6 章
链接:http://www.cnblogs.com/xingshansi/p/6799994.html
数字信号处理课设,我们使用MATLAB对语音信号进行了一系列处理,并将其所有功能集中于下图界面中:
根据安全研究人员的最新报告,电脑中的加密密钥可以通过无线电波而泄漏,攻击者只需要廉价的消费级装备即可获取密钥。 在过去,已经有相关专家谈论到有可能通过分析无线电波和电磁辐射来窃取计算机中的敏感数据。而这种可能性终于得到了技术上的实现。 来自Tel Aviv大学的研究人员Daniel Genkin、Lev Pachmanov、 Itamar Pipman和Eran Tromer以Genkin所做工作为基础,结合计算机解密过程中会产生CPU声音的事实,演示了如何通过分析这种CPU声音来破解4096位的RSA
摩尔斯电码(又译为摩斯密码,Morse code)是一种时通时断的信号代码,通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号,从而实现通信。
EEG信号特征提取就是以脑电信号作为源信号,确定各种参数并以此为向量组成表征信号特征的特征向量。
(1)04 隐马尔可夫模型 (HMM) :https://blog.csdn.net/u014365862/article/details/105007027 (2)一个隐马尔科夫模型的应用实例:中文分词: https://blog.csdn.net/u014365862/article/details/54891582
近日,有哈工大学生表示收到了正版软件取消激活的通知,而在与 MATLAB 开发公司 MathWorks 交涉之后,被告知由于美国政府实体名单的原因,相关授权已被中止。目前,哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学的老师和学生们都无法使用 MATLAB。
在信号处理中,有很多很有意思的现象,比如由于栅栏效应引起的频谱泄露,和我们这一讲要讲到的吉布斯现象。
output = smoothts(input, ‘b’, wsize) % 盒子法
脑电图(EEG)是一个复杂的信号,一个医生可能需要几年的训练并利用先进的信号处理和特征提取方法,才能正确解释其含义。而如今机器学习和深度学习的发展,大量的研究和应用表明它们在从原始数据提取特征并分类方面有很大的潜力。因此这篇综述回顾了从 2010 年到 2018 年的 156 篇将 DL(Deep Learning,深度学习)应用在 EEG 的文章,这些论文涵盖了不同的应用领域,如枕测、睡眠、脑机接口、认知和情感监测,并从大量的文献中提取趋势并突出有趣的方法,以便为未来的研究提供信息并制定建议。
音频的原始pcm数据是由 采样率、采样通道数以及位宽而定。常见的音频采样率是44100HZ,即一秒内采样44100次,采样通道数 一般为2, 代表双声道,而位宽一般是16bit 即2个字节。 通过改变采样率进行音频的变速,比如音视频播放器中的 2 倍速,0.5 倍速播放。如果想要实现音频的2.0倍速播放,只需要每隔一个样本点丢一个点,即采样率降低一半。如果想要实现0.5倍速播放,只需要每隔一个样本点插入一个值为0的样本点。就可以了,理想很丰满,但是如果仅仅这样做,带来的不止是速度的变化,声音的音调也发生变化了,比如 周杰伦的声音变成了萝莉音,这是我们不期望的。
最近因为某事要准备一点材料,刚好前段时间给导师做项目的时候遇到一个大坑,浪费了很多时间,所以就着这个问题顺便做点总结。
无人机降落辅助是无人机所具有的一项功能,可以检测无人机底部与着陆区域的距离,判定着陆点是否安全,然后缓慢下降到着陆区域。尽管GPS监测、气压传感和其他传感技术有助于着陆过程,但在这个过程中,超声波传感是无人机的主要和最准确的判断依据。大多数无人机中还有悬停和地面跟踪模式,主要用于捕捉连续镜头和陆地导航,其中超声波传感器有助于将无人机保持在高于地面的恒定高度。
近年来,消费类无人机越来越受欢迎,多用于拍摄震撼的片段、运送救援物资,多数无人机使用各种传感技术实现自主导航、碰撞检测。而你又是否知道,超声波传感尤其有助于无人机着陆、悬停、地面跟踪。
工业4.0 时代的到来,智能工厂成为大趋势。越来越多的客户希望实时掌握各个生产节点特别是各种机床设备的运转情况。通过机床信息的联网,经营管理者已经可以直观地了解到每一台机床设备的运作使用情况。配合刀具或设备维护管理系统,可以对其进行分析,提早备料或进行设备维护,降低必要的库存压力。
⚫ 加窗:分帧后,每一帧的开始和结束都会出现间断。因此分割的帧越多,与原始信号的误差就越大, 加窗就是为了解决这个问题,使成帧后的信号变得连续,并且每一帧都会表现出周期函数的特性。
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