【语音识别】基于matlab功率谱和倍频法男女生识别【含Matlab源码 705期】
2021/6/21 22:28:34
本文主要是介绍【语音识别】基于matlab功率谱和倍频法男女生识别【含Matlab源码 705期】,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
一、简介
1 语音信号倍频程谱、1/3倍频程谱
2 原始信号频谱、功率谱及功率谱密度分析
2.1频谱分析
由图1和图2的(男/女声)原始信号频谱对比分析可知,女声的频谱幅值在每个频段基本都大于男声,且在1000Hz处女声的频谱幅值大于800,而男声的小于800;在6000以上频段女声的频谱幅值较男声的明显更大。
2.2功率谱及功率谱密度分析
这段录音是非周期性的,可将其看作随机信号处理,一个信号有三个组成部分:幅值、相位和频率成分。对于随机信号而言,这三个组成部分都是随机的,当然它的幅值是围绕平均值在交变,包含所有的频率成分,相位完全杂乱无序。任一时刻与下一时刻之间没有任何关联,所以,不能用确定的数学函数来表征,只能从统计学角度来分析处理。将一个信号从时域通过FFT变换到频域,得到的直接结果就是所谓的频谱,频谱是复数形式,有幅值和相位。由于频谱是复数形式,包含相位信息,当信号中包含不相关的噪声成分时,由于噪声成分的相位是杂乱无序的,那么多次线性平均之后,可以将不相关的噪声平均掉。
二、源代码
clc; clear; close all; %%原始声音信号 [x,fs]=audioread('男声.m4a');%读取声音信号 N=length(x); t=(0:1/fs:(N-1)/fs);%定义采样时间 figure(1); subplot(2,2,1); plot(t,x); axis([0 60 -0.3 0.3]); title('(男声)声音信号时域'); xlabel('时间'); ylabel('幅值'); y=fft(x,N); y1=abs(y); %计算双边谱 y2=y1(1:N/2+1); %计算单边谱 f=fs*(0:(N/2))/N; %计算频率 P=y2.^2; %功率计算 subplot(2,2,2); plot(f,y2); axis([0 7600 0 900]); title('原始信号频谱'); xlabel('频率'); ylabel('幅值'); subplot(2,2,3); plot(f,P); title('原始信号功率谱'); xlabel('频率'); ylabel('功率值'); %倍频程计算 n=1/3; %倍频程数 k=0; %循环次数初始化 w2=22.4; %初始化w2,人耳能听到的声音范围20Hz-20KHz while(w2<=fs/2) %循环到w2>Fs/2 w1=w2; w2=w1*2^n; k=k+1; end w2=22.4; m=1:1:k-1; centerf(m)=zeros(length(m),1); r(m)=zeros(length(m),1); for m=1:1:k-1 %m从1每次加1,直到m=k-1 w1=w2; %确定频带下限频率w1 w2=w1*2^n; %确定频带上限频率w2 centerf(m)=(w1+w2)/2; %计算中心频率centerf n1=round(w1/(fs/N)); n2=round(w2/(fs/N)); y3=y1(n1-1:n2-1); n3=length(y3); r(m)=sum(((y3).^2)/n3);%每个频程的平均功率 end pref=2e-5;%参考声压 subplot(2,2,4); stem(centerf,20*log10(r/pref)); xlabel('中心频率'); ylabel('能量'); title('1/3倍频程谱'); figure(2); %倍频程计算 n=1; %倍频程数 k=0; %循环次数初始化 w2=22.4; %初始化w2,人耳能听到的声音范围20Hz-20KHz while(w2<=fs/2) %循环到w2>Fs/2 w1=w2; w2=w1*2^n; k=k+1; end w2=22.4; m=1:1:k-1; centerf(m)=zeros(length(m),1); r(m)=zeros(length(m),1); for m=1:1:k-1 %m从1每次加1,直到m=k-1 w1=w2; %确定频带下限频率w1 w2=w1*2^n; %确定频带上限频率w2 centerf(m)=(w1+w2)/2; %计算中心频率centerf n1=round(w1/(fs/N)); n2=round(w2/(fs/N)); y3=y1(n1-1:n2-1); n3=length(y3); r(m)=sum(((y3).^2)/n3);%每个频程的平均功率 end pref=2e-5;%参考声压 subplot(211); stem(centerf,20*log10(r/pref)); xlabel('中心频率'); ylabel('能量'); title('倍频程谱'); n=1/3; %倍频程数 k=0; %循环次数初始化 w2=22.4; %初始化w2,人耳能听到的声音范围20Hz-20KHz while(w2<=fs/2) %循环到w2>Fs/2 w1=w2; w2=w1*2^n; k=k+1; end %%原始声音信号 [x,fs]=audioread('C:\Users\lenovo\Desktop\326a7c94289093dcf4885157a5936c6b\男女声音识别大作业\男声.m4a');%读取声音信号 N=length(x); t=(0:1/fs:(N-1)/fs);%定义采样时间 figure(1); subplot(221); plot(t,x); axis([0 60 -0.3 0.3]); title('(男声)声音信号时域'); xlabel('时间'); ylabel('幅值'); y=fft(x,N); y1=abs(y); %计算双边谱 y2=y1(1:N/2+1); %计算单边谱 f=fs*(0:(N/2))/N; %计算频率 P=y2.^2; %功率计算 subplot(223); plot(f,P); title('(男声)原始信号功率谱'); xlabel('频率'); ylabel('功率值'); figure(2); subplot(321); plot(f,y2); axis([0 7600 0 900]); title('(男声)原始信号频谱'); xlabel('频率'); ylabel('幅值'); %倍频程计算 n=1; %倍频程数 k=0; %循环次数初始化 w2=22.4; %初始化w2,人耳能听到的声音范围20Hz-20KHz while(w2<=fs/2) %循环到w2>Fs/2 w1=w2; w2=w1*2^n; k=k+1; end w2=22.4; m=1:1:k-1; centerf(m)=zeros(length(m),1); r(m)=zeros(length(m),1); for m=1:1:k-1 %m从1每次加1,直到m=k-1 w1=w2; %确定频带下限频率w1 w2=w1*2^n; %确定频带上限频率w2 centerf(m)=sqrt(w1*w2); %计算中心频率centerf n1=round(w1/(fs/N)); n2=round(w2/(fs/N)); y3=y1(n1-1:n2-1); n3=length(y3); r(m)=sum(((y3).^2)/n3);%每个频带内频谱谱线幅值的均方根之和 end pref=2e-5;%参考声压 subplot(323); bar(20*log10(r/pref));%计算分贝值 set(gca,'XTick',(1:1:10)); grid set(gca,'XTickLabels',round(centerf(1:1:length(centerf)))); xlabel('中心频率/Hz'); ylabel('声压/dB'); title('(男声)倍频程谱'); n=1/3; %倍频程数 k=0; %循环次数初始化 w2=22.4; %初始化w2,人耳能听到的声音范围20Hz-20KHz while(w2<=fs/2) %循环到w2>Fs/2 w1=w2; w2=w1*2^n; k=k+1; end w2=22.4; m=1:1:k-1; centerf(m)=zeros(length(m),1); r(m)=zeros(length(m),1); for m=1:1:k-1 %m从1每次加1,直到m=k-1 w1=w2; %确定频带下限频率w1 w2=w1*2^n; %确定频带上限频率w2 centerf(m)=sqrt(w1*w2); %计算中心频率centerf n1=round(w1/(fs/N)); n2=round(w2/(fs/N)); y3=y1(n1-1:n2-1); n3=length(y3); r(m)=sum(((y3).^2)/n3);%每个频带内频谱谱线幅值的均方根之和 end pref=2e-5;%参考声压 subplot(325); bar(20*log10(r/pref));%计算分贝值 set(gca,'XTick',(1:1:30)); grid set(gca,'XTickLabels',round(centerf(1:1:length(centerf)))); xlabel('中心频率/Hz'); ylabel('声压/dB'); title('(男声)三分之一倍频程谱'); %%女声倍频程分析 clc; clear; %原始声音信号 [x,fs]=audioread('C:\Users\lenovo\Desktop\326a7c94289093dcf4885157a5936c6b\男女声音识别大作业\女声.m4a');%读取声音信号 N=length(x); t=(0:1/fs:(N-1)/fs);%定义采样时间 figure(1); subplot(222); plot(t,x); axis([0 60 -0.3 0.3]); title('(女声)声音信号时域'); xlabel('时间'); ylabel('幅值'); y=fft(x,N); y1=abs(y); %计算双边谱 y2=y1(1:N/2+1); %计算单边谱 f=fs*(0:(N/2))/N; %计算频率 P=y2.^2; %功率计算 subplot(224); plot(f,P); title('(女声)原始信号功率谱'); xlabel('频率'); ylabel('功率值'); figure(2); subplot(322); plot(f,y2); axis([0 7600 0 900]); title('(女声)原始信号频谱'); xlabel('频率'); ylabel('幅值'); %倍频程计算 n=1; %倍频程数 k=0; %循环次数初始化 w2=22.4; %初始化w2,人耳能听到的声音范围20Hz-20KHz while(w2<=fs/2) %循环到w2>Fs/2 w1=w2; w2=w1*2^n; k=k+1; end
三、运行结果
四、备注
版本:2014a
完整代码或代写加1564658423
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