信源编码作业【01】利用Audacity软件语音信号的频谱分析

一、概述

1.语音信号是一种随时间而变化的信号，主要分为浊音和清音两大类。浊音的基音周期、清浊音信号幅度和声道参数等都随时间而缓慢变化。由于发声器官的惯性运动，可以认为在一小段时间里（一般为10~30ms）语音信号近似不变，即语音信号具有短时平稳性。这样，可以把语音信号分为一些短段（称为分析帧）来进行处理。
2.语音信号分析可以分成时域分析和变换域（频域、倒谱域）分析。其中时域分析方法是最简单、最直观的方法，它直接对语音信号的时域波形进行分析，提取的特征参数主要有语音的短时能量和平均幅度、短时平均过零率等。

二、实验目的

使用Audacity软件分析浊音、清音和爆破音的时域及频域特性

三、实验步骤

1.自己分别录制浊音，清音，爆破音的音频，将格式换为wav格式。
2.打开Audacity，文件-导入-音频，得到时域波形。
3.Ctrl+A全选，分析-频谱分析，得到频域分析。

四、实验结果

这里我们以浊音m、清音sh、爆破音t为例来分析不同类型音频的时域和频域波形

1.时域波形

浊音/m/:

清音/sh/:

爆破音/t/:

2.频域波形

浊音/m/:

清音/sh/:

爆破音/t/:

3.结果分析

时域分析：
从上述图片中可以分析出
a.浊音信号具有短时周期性且短时过零率最低，短时平均幅度最大。
b.清音信号的短时过零率最高，短时平均幅度最小
c.爆破音信号的短时过零率居中，时域波形上会有一个明显突起脉冲，然后逐渐衰减,短时平均幅度居中
频域分析
从上述图片中可以分析出
a.浊音信号能量集分布在低频上，且有多组明显的峰值，能量最高
b.清音信号能量集分布在高频上，频谱分布更为平均，随机，符合类似于白噪声的特征，能量最低
c.爆破音信号能量集分布在中频上，能量居中

五、误差分析

1.环境噪声的影响。由于录制条件或者录制的声音，麦克风获取的音频信号含有部分环境噪声
2.发音不够标准，性别也有差异。