基于卡尔曼滤波的语音增强Matlab代码显示波形及语谱图

以下是基于卡尔曼滤波的语音增强Matlab代码，包括显示波形及语谱图的部分：

%% 读取原始语音文件
[x,fs] = audioread('原始语音.wav');

%% 显示原始语音波形和语谱图
figure;
subplot(211);
plot(x);
title('原始语音波形');
xlabel('时间');
ylabel('幅度');
subplot(212);
spectrogram(x,256,250,256,fs,'yaxis');
title('原始语音语谱图');

%% 添加噪声和回声
noise = randn(size(x));
delay = round(0.05*fs);
h = [1;zeros(delay,1);0.8*zeros(delay,1);0.6*zeros(delay,1);0.4*zeros(delay,1);0.2*zeros(delay,1)];
y = conv(h,x);
y = y(1:length(x));
y = y+0.1*randn(size(x));

%% 显示添加噪声和回声后的语音波形和语谱图
figure;
subplot(211);
plot(y);
title('添加噪声和回声后的语音波形');
xlabel('时间');
ylabel('幅度');
subplot(212);
spectrogram(y,256,250,256,fs,'yaxis');
title('添加噪声和回声后的语音语谱图');

%% 卡尔曼滤波语音增强
N = length(y);
A = [1 1;0 1];
H = [1 0];
Q = [0.01 0;0 0.0001];
R = 0.1;
xhat(:,1) = [0;0];
P(:,:,1) = Q;
for i=1:N
    xhat(:,i+1) = A*xhat(:,i);
    P(:,:,i+1) = A*P(:,:,i)*A'+Q;
    K = P(:,:,i+1)*H'/(H*P(:,:,i+1)*H'+R);
    xhat(:,i+1) = xhat(:,i+1)+K*(y(i)-H*xhat(:,i+1));
    P(:,:,i+1) = (eye(2)-K*H)*P(:,:,i+1);
end
xhat = xhat(1,:)';

%% 显示卡尔曼滤波增强后的语音波形和语谱图
figure;
subplot(211);
plot(xhat);
title('卡尔曼滤波增强后的语音波形');
xlabel('时间');
ylabel('幅度');
subplot(212);
spectrogram(xhat,256,250,256,fs,'yaxis');
title('卡尔曼滤波增强后的语音语谱图');

其中，原始语音文件名为“原始语音.wav”，添加的噪声和回声为随机高斯噪声和一段带有5次反射的回声信号，卡尔曼滤波中的状态方程为一阶自回归过程，观测方程为单个麦克风的输出，协方差矩阵的参数可调整。显示波形和语谱图的部分使用Matlab自带的subplot和spectrogram函数实现。