基于MATLAB的Gammatone滤波器组语音频域分析与特征提取系统

资 源 简 介

本项目实现基于Gammatone滤波器组的语音频域分析与特征提取功能，支持语音信号的频率选择性滤波、时频谱分析和听觉特征模拟，适用于语音处理、助听器算法开发及听觉建模研究。

详 情 说 明

基于Gammatone滤波器组的语音信号频域分析系统

项目介绍

本项目实现了一套基于Gammatone滤波器组的语音信号频域分析与特征提取系统。该系统模拟人耳听觉系统的频率选择性特性，能够对语音信号进行符合听觉心理声学原理的频域分析。主要应用于语音信号处理、助听器算法开发和听觉建模研究等领域。

功能特性

• Gammatone滤波器组设计：实现符合听觉特性的ERB尺度滤波器组，支持自定义中心频率和通道数量
• 频域卷积运算：采用高效的频域卷积方法实现多通道并行滤波处理
• 短时傅里叶变换分析：提供标准的时频分析方法作为对比基准
• 多维度可视化输出：

- Gammatone滤波器组的频率响应曲线 - 各子带滤波后的时域波形图 - 语音信号的Gammatone谱图（时频表示） - 各通道能量包络特征矩阵

• 灵活的输入支持：支持WAV音频文件输入和直接时域信号向量输入

使用方法

1. 准备输入信号：准备单声道WAV格式音频文件或时域信号向量
2. 参数设置：根据需求设置采样率、滤波器通道数、中心频率范围等参数
3. 运行分析：执行主分析程序，系统将自动完成滤波处理和特征提取
4. 结果查看：系统自动生成分析结果和可视化图形，特征数据保存为MAT格式

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 音频格式：单声道WAV格式，采样率支持16kHz-48kHz
• 内存要求：建议至少4GB RAM（处理长语音信号时需要更大内存）
• 工具箱依赖：Signal Processing Toolbox

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，实现了语音信号的读取与预处理、Gammatone滤波器组的参数计算与设计、基于频域卷积的高效多通道滤波处理、各子带信号的时域波形提取与显示、Gammatone时频谱图的生成与可视化以及各通道能量包络特征的的计算与输出功能。该文件通过模块化设计将各个处理阶段有机结合，为用户提供完整的分析流水线。