MATLAB语音信号处理：基于LPC的分析与重构系统

资 源 简 介

本项目使用MATLAB实现完整的LPC语音处理流程，包含语音采集、线性预测系数计算、自动阶数选择和信号重构功能。系统提供原始与重构语音的波形对比分析，适用于语音信号处理研究和教学演示。

详 情 说 明

基于线性预测系数(LPC)的语音信号分析与重构系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的语音信号线性预测系数(LPC)分析与重构系统。系统能够对输入的语音信号（实时麦克风采集或音频文件）进行LPC分析，自动选择最佳预测阶数，并重构语音信号。通过对比原始语音与重构语音的波形、分析预测误差以及可视化LPC参数，为语音信号处理研究与应用提供有力工具。

功能特性

• 多源输入支持：支持实时麦克风录音（8kHz-16kHz采样率）和常见音频文件（.wav、.mp3等格式）输入
• 智能阶数选择：基于最小预测误差准则自动选择每帧语音的最佳预测阶数（默认范围4-16阶）
• 完整分析流程：包含语音预处理、分帧处理、LPC系数计算、语音重构全流程
• 丰富可视化：提供原始/重构语音波形对比、预测误差曲线、误差能量分布等分析图表
• 量化评估：计算均方误差(MSE)、信噪比(SNR)等性能指标
• 参数灵活配置：可自定义帧长、帧移、预测阶数范围等关键参数

使用方法

1. 准备输入信号：选择麦克风实时录音或载入已有音频文件
2. 设置分析参数：根据需要调整预测阶数范围、帧长、帧移等参数
3. 执行分析流程：系统将自动完成信号预处理、分帧、LPC系数计算和语音重构
4. 查看分析结果：系统将显示重构语音波形、预测误差曲线和性能指标
5. 导出结果：可保存重构语音信号和LPC参数分析结果

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 硬件要求：支持音频输入输出的声卡设备（用于实时录音功能）
• 必要工具包：Signal Processing Toolbox

文件说明

主程序文件实现了系统的核心调度与控制功能，包括语音信号的采集与读取、参数配置界面的管理、LPC分析与重构流程的整体控制，以及结果可视化与性能评估的输出。该文件整合了预处理、分帧、自相关计算、Levinson-Durbin递归算法、阶数选择决策和语音合成等关键模块，确保整个分析流程的连贯执行与结果展示。