1. 引言語音信號分析是一門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)展越來越快，其分析速度也有了大幅度的提高［3］。但現(xiàn)在市場上的語音分析系統(tǒng)價(jià)格昂貴，且操作復(fù)雜，大多只能用于特定的測量分析項(xiàng)目［4~6］?；谏鲜霾蛔?，本文設(shè)計(jì)了一款基于 Matlab 的語音信號分析系統(tǒng)，能夠方便地對語音信號進(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. 語音處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1. 語音信號的采集過程與預(yù)處理語音信號作為一維模擬信號，利用計(jì)算機(jī)來分析處理時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行采樣和量化，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 Matlab 中提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集工具箱，可滿足控制聲卡對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的要求，通過如下方法可以驅(qū)動(dòng)聲卡來進(jìn)行：一是將聲卡作為對象處理采集語音信號；二是調(diào)用 Wavrecord 功能函數(shù)采集語音信號；三是運(yùn)用 Audiorecorder 對象采集語音信號。在實(shí)際的語音信號處理時(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波形的幅度值離散化。作為短時(shí)平穩(wěn)信號，語音信號在時(shí)域頻域分析時(shí)，對數(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渡到零，這樣可以使截出的語音波形緩慢降為零，減小語音幀的階段效應(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，應(yīng)該使用平滑窗，例如漢明窗。