基于MATLAB的LPC语音分析与合成系统实现

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现线性预测编码(LPC)与Levinson-Durbin算法，对语音信号进行参数提取与重构。通过格型滤波器结构和脉冲激励IIR滤波器，可高效分析并合成元音等稳态语音，适用于语音处理研究与教学演示。

详 情 说 明

基于线性预测编码(LPC)与Levinson-Durbin算法的语音分析与合成系统

项目介绍

本项目是一个完整的语音信号分析与合成系统，核心基于线性预测编码(LPC)理论。系统采用Levinson-Durbin递归算法高效计算线性预测系数，通过格型滤波器结构实现语音信号的精确重建。该系统特别适用于元音等准周期性语音的分析与建模，为语音处理、编码及识别研究提供基础工具。

功能特性

• 线性预测分析：采用Levinson-Durbin算法自动计算每帧语音的LPC系数
• 多参数支持：支持预测阶数(8-12)、帧长(20-30ms)等关键参数灵活配置
• 格型滤波器合成：利用反射系数构建合成滤波器，通过脉冲激励重建语音
• 可视化分析：提供原始/合成语音频谱对比、预测误差分析等图形化结果
• 样本库支持：内置标准元音样本库（/a/、/i/、/u/等），支持自定义语音输入

使用方法

1. 准备输入语音（WAV格式，采样率8kHz-16kHz）
2. 设置分析参数（预测阶数、帧长等）
3. 运行主程序进行LPC分析与语音合成
4. 查看输出的系数矩阵、合成语音及分析图表
5. 对比播放原始与合成语音，评估合成质量

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 音频处理工具箱

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，包含语音信号的预处理与分帧操作、基于自相关方法的线性预测分析、通过递归算法求解最优预测系数、格型滤波器结构的构建与语音合成实现，以及分析结果的可视化展示与音频输出功能。该文件作为系统的主要入口，协调各算法模块完成从原始语音到合成语音的完整处理链。