基于MATLAB的交通语音采集和分析程序设计(2)
4.4 数字滤波器的设计以及频率响应 35
4.5 语音信号滤波前后的对比 36
4.6 短时能量和短时平均过零率分析 37
4.7 语音信号倒谱分析 42
4.8 语音信号零点检测 44
5 总结 47
致 谢 48
参考文献 49
附录1：抽取采样的源程序 50
附录2: 时域与频域波形程序 51
附录3：“上海应用技术学院”语谱图源程序 52
附录4：语音信号的调制和滤波程序 53
附录5：短时能量，短时过零率，零点检测 54
1 绪论
1.1 课题的背景与意义
语音是语言的最基本表现形式，是将信息传递给对方的最重要的手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交流信息的形式。而语言是人类所拥有的功能，声音是人类常用的工具，是将信息传递给对方的最主要的手段。因此，语音信号是人们构成思想疏通和感情交流的最重要的途径。而且，因为语言和语音与人的智力活动有密切的关系，与社会文化和进步紧密相连，所以它具有最大的信息容量和最高的智能化水平。现在，人类已进入了信息化时代，用现代化手段研究语音信号，可使人们能更加有效地产生、传输、存储、获取和应用语音信息，这对于促进社会的发展具有十分重要的意义。让计算机能听懂人类的语言，是人类自计算机诞生以来梦寐以求的想法[1]。
随着计算机越来越向便携化方向发展，随着计算环境的日趋复杂化，人们越来越迫切要求摆脱键盘的束缚而代之以语音输入这样便于使用的、自然的、人性化的输入方式。作为高科鼓应用领域的研究热点，语音信号采集与分析从理论的研究到产品的开发已经走过了几十年并且取得了长足的进步。它正在直接与办公、交通、金融、公安、商业、旅游等行业的语音咨询与管理。工业生产部门的语声控制，电话、电信系统的自动拨号、辅助控制与查询以及医疗卫生和福利事业的生活支援系统等各种实际应用领域相接轨，并且有望成为下一代操作系统和应用程序的用户界面。 众所周知, 语音在人类社会中起了非常重要的作用。在现代信息社会中 ,小至人们的日常生活, 大到国家大事、世界新闻、社会舆论和各种重要会议, 都离不开语言和文字。近年来, 普通电话、移动电话和互联网已经普及到家庭。 在这些先进的工具中,语音信号处理中的语音编码和语音合成就有很大贡献。再进一步,可以预料到的口呼打字机 (又称听写机 ,它能把语音转换为文字)、语音翻译机 (例如输入为汉语 ,输出为英语 ,或者相反 ), 已经不是梦想 而是提到日程上的研究工作了。人们早就希望用语音指挥机器 ,机器的执行情况也能用语音回答。这在某些领域已经部分地实现了[2]。目前计算机芯片的集成度和运算能力,每18个月就提高一倍, 而成本又不断降低, 因此, 它已经广泛地应用于在社会生产和 生活的各个方面。 然而计算机接收信息的外围设备和主机相比 ,要逊色得多。能说能听的计算机还不能普遍使用。也就是说: 语音识别、语音理解和语音合成等课题,还有很多理论问题和技术问题没有解决, 需要继续深入研究。科学家们深入研究后认为,要解决人-机语音对话这样的难题,做出真正实用的语音机器 ,必须开展跨学科的研究,如声学、语言学、语音学、生理学、数字信号处理、人工智能和计算机科学等。要真正赋予微电脑以语言功能,必须彻底了解语言是如何产生、感知，以及人类的语言通信是如何进行的。要使这个问题得到满意的解决, 需要深入研究人类发声器官和听觉器官机理, 建立能反映客观真实情况的物理模型和数学模型。