MATLAB语音信号LPC分析系统：带GUI界面的线性预测编码工具

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，提供完整的语音信号LPC分析解决方案。支持音频导入、预处理（预加重/分帧/加窗）、可调参数LPC分析及波形实时可视化，适用于语音处理研究与教学。

详 情 说 明

基于MATLAB的语音信号LPC分析系统（带GUI界面）

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的语音信号线性预测编码（LPC）分析系统，提供图形用户界面（GUI）支持。系统实现了完整的语音信号处理流程，包括音频导入、预处理、LPC参数分析、频谱特性提取、语音合成和结果可视化等功能。适用于语音信号处理教学、语音分析研究以及相关工程应用场景。

功能特性

1. 语音信号预处理

• 支持多种格式音频文件导入（.wav、.mp3等常见格式）
• 采样率自适应处理（支持8kHz-48kHz）
• 提供预加重、分帧、加窗等预处理功能
• 可调节帧长（20-30ms）、帧移、窗函数类型等参数

2. LPC参数分析

• 实现线性预测编码（LPC）核心算法
• 支持自相关法和协方差法两种分析方法
• 可调节预测阶数（8-16阶）
• 输出每帧的LPC系数、增益因子和预测误差

3. 可视化分析

• 实时显示原始语音波形
• 绘制LPC频谱包络与原始频谱对比
• 显示共振峰轨迹图
• 多图联动分析，支持缩放和细节查看

4. 合成对比功能

• 基于LPC参数的语音合成重建
• 支持合成语音与原始语音的对比播放
• 提供波形比较可视化
• 音质差异分析

5. 数据导出

• 支持LPC系数、共振频率等分析结果导出
• 可导出图表为图像文件
• 生成分析报告（关键参数统计摘要）

使用方法

1. 启动系统：运行主程序文件，系统将自动加载GUI界面
2. 导入音频：点击"导入音频"按钮，选择待分析的语音文件或使用内置测试样本
3. 参数设置：根据需要调整预测阶数、帧长、窗函数等分析参数
4. 执行分析：点击"开始分析"按钮，系统将自动完成预处理和LPC分析
5. 查看结果：在可视化区域查看各类分析图表，使用播放功能对比原始与合成语音
6. 导出数据：分析完成后，可导出相关参数和图表

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必需工具箱：

- Signal Processing Toolbox - Audio Toolbox（用于音频文件处理） - MATLAB App Designer（用于GUI界面运行）

• 硬件要求：

- 内存：至少4GB RAM - 硬盘空间：500MB可用空间

• 操作系统：Windows 7/10/11，macOS 10.14+，或Linux主流发行版

文件说明

主程序文件整合了图形用户界面的构建与事件处理机制，实现了音频数据导入与格式转换功能，包含语音信号预加重、分帧加窗等预处理算法模块，集成了线性预测编码的核心计算流程，提供多种窗函数和LPC分析方法的参数化选择，负责生成频谱包络、共振峰轨迹等可视化图表，控制语音合成与对比播放功能，并管理分析结果的导出与报告生成。