绘制语音合成效果图合成算法研究
绘制语音合成效果图合成算法研究
论文首先介绍了正弦模型算法的研究背景及发展现状。其次，对基于正弦模型的语音合成中涉及的理论知识作了较详细的介绍，主要包括语音信号的基础知识、matlab软件以及正弦模型算法的基本思想。其中，根据仿真结果，着重分析了影响正弦模型合成效果的因素。
在理论分析的基础上，论文还完成了对上述算法的程序设计，并利用MATLAB2009对上述算法进行仿真实验。 20190805182122
关键词：正弦模型；合成； MATLAB
二、语音的波形特征
语音信号具有很强的“时变特性”，有些波形段具有很强的周期性，有些波形具有很强的噪声特性，且周期性语音和噪声性语音的特性也在不断变化之中。但在较短的时间内（例如5~50ms），语音信号的特性可以认定为基本保持不变，这就是语音信号的“短时平稳性”。语音信号的短时平稳性是语音信号数字处理的基础。
三、语音的时域分析和频域分析
语音的时域分析和频域分析是语音分析的两种重要方法。显然这两种单独分析的方法均有局限性：时域分析对语音信号的频率特性没有直观的了解；而频域特征中又没有语音信号随时间的变化关系。
语音的时域分析方法是最简单、最直观的方法，它直接对语音信号的时域波形进行分析，提取的特征参数主要有语音的短时能量和平均幅度、短时平均过零率、短时自相关函数和短时平均幅度差函数等。
（一）语音的短时分析：
语音信号从整体来看其特征及表征其本质特征的参数均是随时间而变化的，所以它是个非平稳态过程，不能用处理平稳信号的数字信号处理技术进行分析处理。
但是在一个短的时间范围内（一般认为在10~30ms的短时间内），语音信号的特性基本保持相对稳定，因而可以将其看作一个准稳态过程，即语音信号具有短时平稳性。针对这一短时特性，任何语音信号的分析和处理都要进行分帧，也就是将语音信号分为一段一段来分析其特征参数，其中每一段称为一“帧”，帧长一般取10~30ms[3]。
MATLAB应用
1、MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作：
2、数值分析
3、数值和符号计算
4、工程与科学绘图
5、控制系统的设计与仿真
6、数字图像处理技术
7、数字信号处理技术
8、通讯系统设计与仿真
9、财务与金融工程
10、管理和调度优化计算（运筹学）
MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。
语音信号处理常用函数（Matlab内部常数）
(1) wavread()函数：读取语音文件（文件头为.wav）
(2) axis()函数：设定x，y轴范围
(3) floor()函数：对变量向下取整
(4)max()函数：求最大值
(5)fft()函数：对变量进行快速傅里叶变换
(6)abs()函数：求变量的绝对值和复数模长
(7)length()函数：求变量长度
(8)zeros()函数：产生全零矩阵
(9)enframe()函数：分帧
(10)plot()函数：绘二维图
(11)sort()函数：对元素进行排序
(12)floor()函数：舍去小数至最近整数
(13)fft()函数：快速傅立叶变换
(14)trace()函数：求矩阵的迹（矩阵的对角线元素之和，也等于矩阵的特征值之和）
(15) exp()函数：自然对数的底数e
摘要 III
ABSTRACT IV
目录 V
第一章 绪论 1
一、引言 1
二、课题介绍 2
（一）课题研究背景 2
（二）国内外语音合成技术发展现状 3
（三）语音合成发展方向 4
（四）课题主要内容 5
（五）论文章节安排 6
第二章 语音的基础知识 7
一、语音信号的产生 7
二、语音的波形特征 8
三、语音的时域分析和频域分析 8
第三章 matlab软件开发平台 11
一、MATLAB主要功能 11
二、MATLAB系统简介 11
（一）开发环境 11
（二）数学函数库 11
（三）语言 12
（四）图形处理系统 12
（五）应用程序接口 12
四、MATLAB应用 12
五、语音信号处理常用函数（Matlab内部常数） 13
第四章 语音信号的正弦模型处理及程序实现 15
一、正弦模型的参数估计 15
二、语音信号的正弦分解 16
三、频率匹配 18
四、正弦参数的合成 18
五、均方误差计算 19
六、程序具体实现步骤 19
第五章 仿真效果图 22
一、合成效果图 22
二、研究影响正弦模型合成效果的因素 23
总结 29
参考文献 30
致 谢 31
附录：MATLAB程序源代码 32
一、测试程序： 32
二、正弦分析与合成程序 33
论文首先介绍了正弦模型算法的研究背景及发展现状。其次，对基于正弦模型的语音合成中涉及的理论知识作了较详细的介绍，主要包括语音信号的基础知识、matlab软件以及正弦模型算法的基本思想。其中，根据仿真结果，着重分析了影响正弦模型合成效果的因素。
在理论分析的基础上，论文还完成了对上述算法的程序设计，并利用MATLAB2009对上述算法进行仿真实验。 20190805182122
关键词：正弦模型；合成； MATLAB
二、语音的波形特征
语音信号具有很强的“时变特性”，有些波形段具有很强的周期性，有些波形具有很强的噪声特性，且周期性语音和噪声性语音的特性也在不断变化之中。但在较短的时间内（例如5~50ms），语音信号的特性可以认定为基本保持不变，这就是语音信号的“短时平稳性”。语音信号的短时平稳性是语音信号数字处理的基础。
三、语音的时域分析和频域分析
语音的时域分析和频域分析是语音分析的两种重要方法。显然这两种单独分析的方法均有局限性：时域分析对语音信号的频率特性没有直观的了解；而频域特征中又没有语音信号随时间的变化关系。
语音的时域分析方法是最简单、最直观的方法，它直接对语音信号的时域波形进行分析，提取的特征参数主要有语音的短时能量和平均幅度、短时平均过零率、短时自相关函数和短时平均幅度差函数等。
（一）语音的短时分析：
语音信号从整体来看其特征及表征其本质特征的参数均是随时间而变化的，所以它是个非平稳态过程，不能用处理平稳信号的数字信号处理技术进行分析处理。
但是在一个短的时间范围内（一般认为在10~30ms的短时间内），语音信号的特性基本保持相对稳定，因而可以将其看作一个准稳态过程，即语音信号具有短时平稳性。针对这一短时特性，任何语音信号的分析和处理都要进行分帧，也就是将语音信号分为一段一段来分析其特征参数，其中每一段称为一“帧”，帧长一般取10~30ms[3]。
MATLAB应用
1、MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作：
2、数值分析
3、数值和符号计算
4、工程与科学绘图
5、控制系统的设计与仿真
6、数字图像处理技术
7、数字信号处理技术
8、通讯系统设计与仿真
9、财务与金融工程
10、管理和调度优化计算（运筹学）
MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。
语音信号处理常用函数（Matlab内部常数）
(1) wavread()函数：读取语音文件（文件头为.wav）
(2) axis()函数：设定x，y轴范围
(3) floor()函数：对变量向下取整
(4)max()函数：求最大值
(5)fft()函数：对变量进行快速傅里叶变换
(6)abs()函数：求变量的绝对值和复数模长
(7)length()函数：求变量长度
(8)zeros()函数：产生全零矩阵
(9)enframe()函数：分帧
(10)plot()函数：绘二维图
(11)sort()函数：对元素进行排序
(12)floor()函数：舍去小数至最近整数
(13)fft()函数：快速傅立叶变换
(14)trace()函数：求矩阵的迹（矩阵的对角线元素之和，也等于矩阵的特征值之和）
(15) exp()函数：自然对数的底数e
摘要 III
ABSTRACT IV
目录 V
第一章 绪论 1
一、引言 1
二、课题介绍 2
（一）课题研究背景 2
（二）国内外语音合成技术发展现状 3
（三）语音合成发展方向 4
（四）课题主要内容 5
（五）论文章节安排 6
第二章 语音的基础知识 7
一、语音信号的产生 7
二、语音的波形特征 8
三、语音的时域分析和频域分析 8
第三章 matlab软件开发平台 11
一、MATLAB主要功能 11
二、MATLAB系统简介 11
（一）开发环境 11
（二）数学函数库 11
（三）语言 12
（四）图形处理系统 12
（五）应用程序接口 12
四、MATLAB应用 12
五、语音信号处理常用函数（Matlab内部常数） 13
第四章 语音信号的正弦模型处理及程序实现 15
一、正弦模型的参数估计 15
二、语音信号的正弦分解 16
三、频率匹配 18
四、正弦参数的合成 18
五、均方误差计算 19
六、程序具体实现步骤 19
第五章 仿真效果图 22
一、合成效果图 22
二、研究影响正弦模型合成效果的因素 23
总结 29
参考文献 30
致 谢 31
附录：MATLAB程序源代码 32
一、测试程序： 32
二、正弦分析与合成程序 33
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