基于MATLAB的语音信号基音周期提取与分析系统

资 源 简 介

该系统利用MATLAB实现语音信号的基音周期特征提取。支持读取音频文件或实时录音，自动检测浊音段，并采用多种算法精确计算每帧的基音周期，适用于语音分析与研究。

详 情 说 明

基于MATLAB的语音信号基音周期提取与分析系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的语音信号基音周期特征提取与分析系统。系统能够高效地处理语音信号，自动识别浊音段，并采用多种经典算法精确计算基音周期。通过直观的可视化界面，用户可以观察基音轨迹、时域波形和频谱特征，并进行详细的统计分析。该系统适用于语音研究、发音评估、声纹分析等多个领域。

功能特性

• 多源输入支持：可读取常见格式的音频文件（如.wav, .mp3），也支持通过麦克风进行实时录音输入。
• 灵活参数配置：用户可自定义分析参数，包括采样率（8kHz-48kHz）、帧长、帧移、预加重系数等，适应不同分析需求。
• 核心处理能力：

- 端点检测与浊音段识别：自动定位语音段并区分浊音与清音。 - 多算法基音提取：集成自相关函数法与倒谱分析法两种经典基音周期估计算法。

• 丰富的输出结果：

- 数值结果：基音周期序列（单位：毫秒或采样点数）、基音频率轨迹（单位：Hz）、浊音/清音判断结果。 - 统计报告：提供基音周期的均值、方差、极值等统计信息。 - 可视化分析：生成时域波形图、频谱图、基音轨迹叠加图等多种分析图表。 - 数据导出：支持将分析结果导出为 .mat 或 .csv 格式文件，便于进一步处理。

使用方法

1. 启动系统：在MATLAB环境中运行主程序文件。
2. 选择输入源：

- 文件分析：点击界面相应按钮，选择本地音频文件。 - 实时录音：点击录音按钮，授权麦克风访问后进行录音。

1. 配置参数：根据需要调整帧长、帧移等分析参数（可选，系统提供默认值）。
2. 执行分析：点击“分析”或类似功能按钮，系统将自动完成端点检测、基音提取等流程。
3. 查看结果：分析完成后，界面将显示基音轨迹图、统计报告等结果。
4. 导出数据：如需保存，可使用导出功能将结果与图表保存至指定格式。

系统要求

• 软件环境：需要安装MATLAB R2016a或更高版本。
• 硬件建议：为保障实时录音与分析流畅性，建议计算机配备标准声卡与麦克风。

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，涵盖了从图形用户界面构建、用户交互逻辑处理到核心算法调用的全过程。具体而言，它负责启动应用界面，接收用户通过界面设置的输入源选择（文件或录音）与分析参数，并据此调度信号读取、预处理、端点检测、基音周期计算（包括自相关法与倒谱法）等模块。最后，它还负责控制分析结果（数值、统计报告与图表）在界面上的显示以及最终的数据导出操作。