MATLAB을 통한 음성신호 주파수 특성 분석

소개

DSP 실험과목 기말 프로젝트로 음성신호의 주파수를 matlab프로그래밍을 통해 특성파악하는것으로 관련이론과 specgram을 이용한 스펙트로그램 분석, FFT에 관한 내용이 포함되어 있음.matlab 소스코드와 웨이브, 음성파일 모두 포함

목차

개 요
Matlab은…
이론적 배경
ADC
Sampling Theorem (Nyquist Frequency 나이키스트 주파수)
Fourier Transfrom
DFT (Discrete Fourier Transform) / FFT(Fast Fourier Transform)
IIR 필터
IIR 필터 설계
FIR 필터와 IIR 필터
실험내용
결론 및 고찰
참고문헌

본문내용

개 요
본 프로젝트는 각기 다른 5가지 모음 음성신호를 녹음하여 Fourier Transform을 확인하고, 시간에 따라 주파수 특성이 변화하는 것을 확인하는 것이다.
주파수 특성을 파악하는데에는 여러 가지 방법이 있겠지만 가장 대표적인 것이라고 여겨지는 FFT변환을 통한 주파수 대역대 Magnitude 관찰, 그리고 거기에 시간이라는 차원을 더한 Spectrogram 관찰 이 두가지를 통해 실험을 진행하겠다. Spectrogram의 경우에도 imagesc라는 명령으로 통해서 출력 할 수도 있겠지만, matlab 라이브러리에 포함된 specgram 이라는 명령어를 사용하는것이 더욱 간단하고 편리하므로 specgram을 사용하겠다.
스펙트로그램 작성에 카이져 창 함수를 사용하여 시간에 대한 주파수 변화 툴을 시각적으로 도시하고모음별 주파수 분포 특징을 조사한다. 이를 통해 준비된 음성파형에 대해, 음성 신호 처리에서 중요한 기재로 사용되는 스펙트로그램 분석을 수행하고자 한다.
그리고 더 나아가 필터를 설계하여 적용시켜 보고 그 변화를 관찰하겠다.

이론적 배경
ADC
그림 1 DSP 순서도
위의 그림은 일반적인 Digital Signal Processing 과정을 도식화 한 그림이다. 연속적인 신호인 x(t)는 컴퓨터를 통한 신호처리를 위해서 불연속적인 Digital 신호로 변환 되어야 한다. 하지만 모든 주파수 영역을 처리하는 것은 많은 작업량이 요구되고 효율이 떨어지므로 적정 주파수대역만을 통과시키는 일종의 Bandpass Filter 인 Input Filter를 사용하여 신호를 걸러낸다.
그후 필요한 핵심적인 처리과정이 바로 ADC(Analogue Discrete Convert) 이다. ADC는 대게 표본화, 양자화, 부호화의 세단계를 거치게 된다.

참고자료

· 음향 및 청취 음성학의 이해 / Keith Johnson 지음 ; 박한상 옮김
· 서울 : 한빛문화, 2006 ,8991432190
· 음성학 산책 / 송완용 지음.
· 서울 : 서강대학교출판부, 1999. ,8972730602
· 신호 및 시스템의 디지털 처리와 응용 / 이기영 著
· 서울 : 大英社, 2002 ,8971631376