基于matlab的声音信号特征提取

声音信号特征提取是语音处理的重要一步，它能够将原始的声音信号转化为一组数学特征，以便于后续的分类、识别等处理。在MATLAB中，可以使用信号处理工具箱中的函数来实现声音信号特征提取。

常用的声音信号特征包括：

1. 短时能量（Short-time energy）：用于反映语音信号在不同时间段的能量变化情况，通常用均方根值（RMS）表示。

2. 过零率（Zero crossing rate）：用于反映语音信号波形的变化情况，即波形上下穿过0的次数。

3. 声谱图（Spectrogram）：用于反映语音信号在不同频率上的能量分布情况，通常使用短时傅里叶变换（STFT）算法。

4. 倒频谱（Mel-Frequency Cepstral Coefficients，MFCC）：是一种常用的语音信号特征，用于反映语音信号在不同频率上的能量分布情况，通常使用MFCC算法。

下面是一个简单的MATLAB程序示例，演示如何提取语音信号的短时能量和过零率：

% 读取语音信号文件
[y, fs] = audioread('speech.wav');

% 短时能量
winlen = 0.02; % 窗长为20ms
winshift = 0.01; % 窗移为10ms
win = hamming(round(winlen*fs)); % 汉明窗
energy = sum(buffer(y .^ 2, round(winlen*fs), round(winshift*fs)) .* repmat(win, 1, ceil(length(y)/(round(winshift*fs)*round(winlen*fs)))) .^ 2);

% 过零率
zc = sum(abs(diff(sign(y))))/(2*length(y));

% 输出结果
figure;
subplot(2,1,1); plot(energy); title('Short-time energy');
subplot(2,1,2); plot(zc); title('Zero crossing rate');

在上面的代码中，我们首先使用 `audioread` 函数读取一个语音信号文件，并指定采样率为 `fs`。然后，我们使用 `hamming` 函数生成一个汉明窗，指定窗口长度为 `winlen`，窗口移动步长为 `winshift`，并使用 `buffer` 函数将语音信号分段。最后，我们使用 `sum` 函数计算每一段语音信号的短时能量，并使用 `abs`、`diff`、`sign` 函数计算其过零率。

运行上面的代码，我们将得到一个包含短时能量和过零率的图像。