发布时间 : 星期三 文章MATLAB小波在语音信号压缩中的应用（含目录）更新完毕开始阅读
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人耳有一听觉阈值，在此阈值下的任何频率的声音是完全听不见的；响度曲线的最低一根曲线表示人的正常听觉阈值，在1kHz～5kHz的区域内，听觉最灵敏，低频和高频段的阈值明显升高。如下图3.1.
100 80 60 40 20 00
声压级（DB）有 效 听 觉 分 辨 率201001000图3.1人耳听觉阈值
10000f(Hz)声音掩蔽效应，即一种声音的存在会抑制人耳听到另一个声音。这是由于信号的存在使感觉阈值升高了。一个2KHz，80dB的正弦音对其他正弦音的掩蔽曲线，第二个音在实线下面时，它不会引起听觉感受。如下图3.2。
100 主音声级混合音
混合音混合音80
主音,主音,第二音和混合60 第二音和混合 40 主音和第二音只有主音 20
4006008001000120016002000240032004000
第二音的频率f（Hz）
第二音的感受性（DB）图3.2 2KHz，80dB的正弦音对其他正弦音的掩蔽曲线
3.4小波编码解码过程
对输入语音进行预处理，检测到语音信息,进行小波包变换将其变换到一定的时频空间，此空间的时频分辨率接近人耳的平均时频分辨率然后计算出最佳小波分解树对小波分解树进行量化实现对信号的压缩编码。详细框图见下图3.3
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语音小波包变换最佳小波包量化码流输出读语音判别位分配无声段传送长度图3.3小波编码过程
解码部分对解码后的变换系数进行小波包重构恢复出语音信号，再利用附加信息恢复出完整的语音信息。解码过程见图3.4。
码流输出码流分割量化系数解码附属信息解码最佳小波包重构语音信号图3.4解码过程
利用Pentium（3GHz）计算机，在matlab平台上，对几段男、女、童声（包括音频信号）的语音信号进行了压缩和重构，其原始信号和重构信号的波形和频谱如图3.5所示。
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图3.5实验仿真图
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4总结
通过本次课设，使我对语音信号有了全面的认识，对数字信号处理的知识又有了深刻的理解，我熟悉和掌握MATLAB程序设计方法，小波的应用，熟悉MATLAB处理工具箱，学会运用MATLAB工具箱对简单信号的加噪及小包波分析。通过这次练习是我进一步了解了信号的产生、采样及频谱分析的方法。以及其中产生信号和绘制信号的基本命令和一些基础编程语言。让我感受到只有在了解课本知识的前提下，才能更好的应用这个工具；并且熟练的应用MATLAB也可以很好的加深我对课程的理解，方便我的思维。这次设计还使我了解了MATLAB的使用方法，深刻体会到MATLAB分析工具的强大，提高了分析和动手实践能力。同时我相信，进一步加强对MATLAB的学习与研究对我今后的学习将会起到很大的帮助。
参考文献
[1]胡昌华，张军波，夏军，张伟．基于MATLAB的系统分析与设计——小波分析[M]．西安：西安电子科技大学出版社,2000.
[2]董长虹，高志，余啸海．Matlab小波分析工具箱原理与应用[M]．北京:国防工业出版社,2004. [3]张兆礼，张春晖，梅晓丹．现代图像处理技术及Matlab实现[M]．北京:人民邮电出版社,2001. [4]刘贵忠，邸双亮．小波分析及其应用[M]．西安:西安电子科技大学出版社,1992. [5]奉前清，杨宗凯.实用小波分析[M].西安：西安电子科技大学出版社,2000. [6]阮秋琦.数字图像处理学[M].北京:电子工业出版社，2001.
[7]肖自美.图像信息理论与压缩编码技术[M].广州:中山大学出版社,2000. [8]容观澳.计算机图像处理[M].北京:清华大学出版社，2000.
[9]姚东，王爱民，冯峰，王朝阳.MATLAB命令大全[M].北京:人民邮电出版社,2000. [10]陈贺新.非线形滤波器与数字图像处理[M].北京:国防工业出版社，1997.
[11]飞思科技产品研发中心. Matlab辅助小波分析与应用[M]. 北京:电子工业出版社,2003.
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附录：小波仿真源程序
%产生原输入信号xn clear all; n=0:499;
xn=sin(0.1*pi*n); figure(1); subplot(211); plot(n,xn);grid on; axis([0 300 -2 2]);
xlabel(' n');ylabel(' xn'); title('原输入信号xn');
%产生噪声信号vn和加噪信号sn n=0:499;
vn=2*(rand(1,500)-0.5); sn=vn+xn; subplot(212) plot(n,vn)
title('噪声信号vn'); figure(2) subplot(211); plot(n,sn);grid on; xlabel(' n');ylabel('sn'); axis([0 100 -2 3]); title('加噪信号sn'); %产生周期自相关r xn=sin(0.1*pi*n); [r,n]=xcorr(xn); m=length(r);n=1:m; subplot(212);
plot(n,r);grid on;title('周期自相关r'); xlabel('n');ylabel('r');
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