基于MATLAB的语音信号LPC分析与基音周期检测系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现语音信号的线性预测编码（LPC）分析，包括LPC系数计算、LPC谱和LPCC谱生成，并基于LPC残差进行基音周期与共振峰检测，支持单通道语音预处理和分帧操作。

详 情 说 明

基于MATLAB的语音信号LPC分析与基音周期检测系统

项目介绍

本项目实现了一个基于MATLAB的语音信号分析系统，核心功能是利用线性预测编码（LPC）技术对语音信号进行建模与分析。系统能够计算LPC系数，生成LPC谱和LPCC（线性预测倒谱系数）谱，并通过分析LPC残差信号自动检测语音的基音周期和共振峰频率。该系统适用于语音识别、语音合成、语音编码等领域的算法研究与应用开发。

功能特性

• 信号预处理：支持单通道语音信号（.wav格式或时间序列）的读取与预处理
• 分帧加窗处理：可配置帧长、帧移和窗函数类型（如汉明窗）
• LPC分析：计算每帧语音信号的LPC系数，支持可配置的模型阶数
• 谱分析：生成LPC谱与LPCC谱的频率响应对比图
• 基音周期检测：基于自相关法从LPC残差信号中提取基音周期序列
• 共振峰估计：自动提取前三个共振峰频率（F1, F2, F3）
• 可视化输出：提供残差信号波形与基音脉冲标记图等分析结果可视化

使用方法

1. 准备语音信号：准备单通道的.wav格式语音文件或直接输入时间序列数据
2. 配置参数：设置采样率、帧长（通常20-30ms）、帧移（通常10-15ms）、LPC模型阶数（通常8-14）和窗函数类型
3. 运行分析：执行主程序开始语音信号分析
4. 查看结果：系统将输出LPC系数矩阵、频谱对比图、基音周期序列和共振峰频率估计结果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 用于音频文件读取的音频处理工具箱（Audio Toolbox，如使用.wav文件输入）

文件说明

主程序文件整合了系统的完整处理流程，实现了语音信号的读取与参数配置、预处理与分帧加窗操作、线性预测编码系数计算、频谱分析图的生成、基于残差信号的基音周期检测算法以及共振峰频率的自动提取功能，并负责将所有分析结果以可视化形式输出。