1. 引言語(yǔ)音信號(hào)分析是一門(mén)新興的涉及到很多領(lǐng)域的交叉學(xué)科［1，2］。伴隨著通信技術(shù)的發(fā)展，語(yǔ)音采集和分析儀器的數(shù)字化、智能化、小型化和多功能化的發(fā)展越來(lái)越快，其分析速度也有了大幅度的提高［3］。但現(xiàn)在市場(chǎng)上的語(yǔ)音分析系統(tǒng)價(jià)格昂貴，且操作復(fù)雜，大多只能用于特定的測(cè)量分析項(xiàng)目［4~6］。基于上述不足，本文設(shè)計(jì)了一款基于 Matlab 的語(yǔ)音信號(hào)分析系統(tǒng)，能夠方便地對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行時(shí)域分析，具有價(jià)格便宜、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 2. 語(yǔ)音處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1. 語(yǔ)音信號(hào)的采集過(guò)程與預(yù)處理語(yǔ)音信號(hào)作為一維模擬信號(hào)，利用計(jì)算機(jī)來(lái)分析處理時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行采樣和量化，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 Matlab 中提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集工具箱，可滿足控制聲卡對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的要求，通過(guò)如下方法可以驅(qū)動(dòng)聲卡來(lái)進(jìn)行：一是將聲卡作為對(duì)象處理采集語(yǔ)音信號(hào)；二是調(diào)用 Wavrecord 功能函數(shù)采集語(yǔ)音信號(hào)；三是運(yùn)用 Audiorecorder 對(duì)象采集語(yǔ)音信號(hào)。在實(shí)際的語(yǔ)音信號(hào)處理時(shí)，為了減少信息的丟失，采樣頻率一般根據(jù)采樣定理選取為 8 kHz~10 kHz。采樣后的信號(hào)在幅度上仍然保持著連續(xù)的特點(diǎn)，所以要進(jìn)行量化處理。量化的目的是將信號(hào)波形的幅度值離散化。作為短時(shí)平穩(wěn)信號(hào)，語(yǔ)音信號(hào)在時(shí)域頻域分析時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)要進(jìn)行分幀加窗處理。一個(gè)好的窗函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是：在時(shí)域因?yàn)槭钦Z(yǔ)音波形乘以窗函數(shù)，所以要減小時(shí)間窗兩端的坡度，使窗口邊緣兩端不引起急劇變化而平滑過(guò)渡到零，這樣可以使截出的語(yǔ)音波形緩慢降為零，減小語(yǔ)音幀的階段效應(yīng)；在頻域要有較寬的 3 dB 帶寬以及較小的邊帶最大值。另外一方面，不同人的基音周期變化很大，主要集中在 70 Hz~1000 Hz。所以窗一般選擇在 10 ms~20 ms 之間。此外，為了避免在加窗時(shí)加入多余的高頻信號(hào)，應(yīng)該使用平滑窗，例如漢明窗。