基于matlab的语音信号短时过零率计算

短时过零率（Short-time Zero Crossing Rate，简称STZCR）是一种用于描述语音信号的声音特征。它表示每秒钟信号中穿过零点的次数。在Matlab中，可以通过以下步骤计算短时过零率：

1. 将语音信号分帧，每帧大小为N，帧移为M。

frame_length = N;
frame_shift = M;
frames = buffer(signal, frame_length, frame_shift);

2. 对每一帧进行加窗处理，以减少边缘效应。

window = hamming(frame_length);
windowed_frames = frames .* repmat(window, 1, size(frames, 2));

3. 对每一帧计算过零率。

zcr = sum(abs(diff(sign(windowed_frames))), 1) / (2 * frame_length);

这里使用了sign函数，它将输入信号的正数变为1，负数变为-1，0保持不变。diff函数计算相邻样本之间的差。abs函数取绝对值。最后将每一帧的过零率相加并除以帧长的两倍，得到每秒钟信号中穿过零点的次数。

完整的代码如下：

function zcr = calculate_stzcr(signal, frame_length, frame_shift)
% signal: 输入语音信号
% frame_length: 帧长
% frame_shift: 帧移

% 分帧
frames = buffer(signal, frame_length, frame_shift);

% 加窗
window = hamming(frame_length);
windowed_frames = frames .* repmat(window, 1, size(frames, 2));

% 计算过零率
zcr = sum(abs(diff(sign(windowed_frames))), 1) / (2 * frame_length);
end

调用该函数：

% 读取语音文件
[signal, fs] = audioread('speech.wav');

% 设置参数
frame_length = 256;
frame_shift = 128;

% 计算短时过零率
zcr = calculate_stzcr(signal, frame_length, frame_shift);

其中，'speech.wav'是要计算的语音文件名。函数返回一个1xN的向量，其中N是帧数。每个元素代表相应帧的过零率。