基于MATLAB的语音信号能量谱分析与频率特性统计系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现完整的语音信号分析流程，包括预加重、分帧、加窗等预处理操作，通过计算短时能量谱生成频谱图，并对频率特性进行统计分析，为语音识别研究提供可视化工具。

详 情 说 明

语音信号能量谱分析与频率特性统计系统

项目介绍

本项目针对语音识别中的声音信息，设计了一套完整的能量谱分析流程。系统能够读取输入的语音信号，通过预加重、分帧、加窗等预处理操作后，计算每个语音帧的短时能量谱，并生成可视化频谱图。在此基础上，系统对整段语音的所有频率成分进行统计分析，提取包括主要频率分布、频谱重心、频率标准差等特征参数，为语音识别提供频率域的特征参考。

功能特性

• 多格式支持：支持.wav、.mp3等常见音频格式输入
• 标准化预处理：采用预加重、分帧、加窗等标准语音预处理技术
• 先进频谱分析：基于短时傅里叶变换(STFT)技术计算能量谱
• 特征提取：实现梅尔频率倒谱系数(MFCC)预处理和频谱统计分析
• 参数可配置：可自定义分析帧长、帧移、窗函数类型等关键参数
• 丰富输出：提供多种可视化图表和数据分析报表

使用方法

1. 准备音频文件：确保音频为单声道，采样率建议16kHz或44.1kHz
2. 设置分析参数：根据需要调整帧长、帧移、窗函数等参数
3. 运行分析程序：执行主分析流程
4. 查看结果：

- 可视化结果：时域波形图、频谱图、平均功率谱密度图 - 数据报表：频谱特征统计、频率分布直方图数据、各频段能量占比

1. 导出文件：可导出高清频谱图和分析结果数据表格

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 足够的内存空间处理音频数据
• 支持音频文件读写的相关库

文件说明

主程序文件整合了完整的语音信号分析流程，实现了从音频文件读取、信号预处理、频谱分析到结果输出的全链路功能。具体包括音频数据加载与格式校验、预加重滤波处理、分帧加窗操作、短时傅里叶变换计算、能量谱分析、频率特征参数统计以及多种可视化图表的生成。该文件还负责协调各功能模块的执行顺序，管理用户可配置参数，并控制分析结果的展示与导出格式。