基于matlab的有噪声的语音信号处理的课程设计

时间: 2023-06-26 11:02:05 浏览: 29
### 回答1: 这个课程设计主要涉及基于Matlab的有噪声的语音信号处理,其目标是帮助学生掌握语音信号处理的基本理论和应用技能。该课程设计主要包括以下内容: 1. 语音信号的基本原理和特性:包括语音产生的物理原理、语音信号的特性和含义等。 2. 语音信号的预处理方法:包括语音信号的分帧、预加重、窗函数、功率谱估计和Mel频率倒谱系数提取等。 3. 语音信号的噪声去除技术:包括基于谱减、Wiener滤波、卷积神经网络和小波阈值去噪等方法。 4. 语音信号的特征提取和识别技术:包括MFCC特征提取、GMM识别方法、DTW距离度量法等。 5. 语音信号的应用:包括语音识别、语音合成、语音转换和语音增强等方面。 该课程设计着重培养学生的实践能力和科学研究能力,鼓励学生进行课程设计实践,并在此基础上进一步拓展相关领域的应用。同时,为了使学生能够更好的掌握该课程设计的内容,我们还将提供大量的实战案例和相关资料,协助学生练习和提高自己的水平。 ### 回答2: 随着科技的不断发展,语音信号处理越来越受到人们的关注。基于matlab的有噪声的语音信号处理则是其中的一个重要课程设计,它旨在帮助学生掌握利用matlab软件处理有噪声语音信号的方法和技巧,并应用于实际场景当中。 首先,学生需要了解语音信号的特点和有噪声信号的处理技术。语音信号是一种非常复杂的信号,它包含了很多信息,如音频频率、幅度、声音延迟等。而有噪声的语音信号则是指在语音信号中混入了其他的杂音,如噪声、声音失真等,这会对语音信号的后续处理产生很大的影响。因此,学生需要掌握语音信号和有噪声信号的特点,以及常用的信号处理技术,如滤波、降噪等。 其次,学生需要熟悉matlab软件的使用方法。matlab是一款非常强大的数学软件,它可以帮助学生进行数据分析、信号处理、绘图等操作。在处理有噪声的语音信号时,学生需要使用matlab中的各种函数和工具箱来完成信号处理任务。例如,可以使用matlab中的滤波函数来降噪,使用音频分析工具箱来实现语音信号的频谱分析等。 最后,学生需要运用所学的知识和技巧,独立完成一个有噪声的语音信号处理项目。这个项目可以是从实际场景中抽象出来的问题,如降噪、去除失真声音等。学生需要根据实际需求,设计信号处理算法,并通过matlab软件进行实现和测试。完成这个项目能够帮助学生更好地理解和掌握信号处理技术,提高工程实践能力。 总之,基于matlab的有噪声的语音信号处理是一门非常实用和重要的课程设计,它不仅有助于学生理解语音信号和噪声处理的技术,还能够提高学生的工程实践能力。

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matlab 语音除噪 音信号处理是语音学与数字信号处理技术相结合的交叉学科,课题在这里不讨论语音学,而是将语音当做一种特殊的信号,即一种“复杂向量”来看待。也就是说,课题更多的还是体现了数字信号处理技术[1]。数字信号处理技术主要研究离散线性时不变系统,数字滤波和频谱分析是它的的两个主要分支。数字滤波(Digital filter),即在形形色色的信号中提取所需信号,抑制不必要的干扰。数字滤波器可以在时域实现也可以在频域实现,主要有两种类型;无限长冲击数字滤波器(IIR)和有限长冲击数字滤波器(FIR)。频谱分析(SA,Spectrum Analysis),对各种信号进行频域上的加工处理,其核心内容是快速傅里叶变换(FFT),分析的结果是一频率为坐标的各种物理量的谱线和曲线[2]。从课题的中心来看,课题“基于MATLAB的有噪声语音信号处理”是希望将数字信号处理技术应用于某一实际领域,这里就是指对语音及加噪处理。作为存储于计算机中的语音信号,其本身就是离散化了的向量,我们只需将这些离散的量提取出来,就可以对其进行处理了。这一过程的实现,用到了处理数字信号的强有力工具MATLAB[3]。MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。它提供了功能齐全的滤波器设计,与信号处理交互式图形用户界面(Interactive graphical user interface),主要包括FDATool和SPATool两种交互式工具,其中FDATool主要用于数字滤波器设计与分析,而SPATool不仅可以设计分析滤波器,而且可以对信号进行时域与频域的分析[4]。通过MATLAB里几个命令函数的调用,很轻易的在实际语音与数字信号的理论之间搭了一座桥。课题的特色在于它将语音信号看作一个向量,于是就把语音数字化了。那么,就可以完全利用数字信号处理的知识来解决语音及加噪处理问题。我们可以像给一般信号做频谱分析一样,来对语音信号做频谱分析,也可以较容易的用数字滤波器来对语音进行滤波处理。[5]
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设计要求 1、语音信号的采集利用 Windows下的录音机,录制一段自己的话音,时间在1s内然后在Matlab软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。 2、语音信号的频谱分析在Matlab中,可以利用函数fft对信号进行快速傅立叶变换,得到信号的频谱特性,要求学生首先画出语音信号的时域波形,然后对语音信号进行频谱分析。 3、设计数字滤波器和画出其频率响应给出各滤波器的性能指标; 给定滤波器的性能指标如下: (1)低通滤波器的性能指标:fb=1000Hz,fc=1200Hz,As=100dB,Ap=1dB, (2)高通滤波器的性能指标:fb=5000Hz,fc=4800Hz, As=100dB,Ap=1dB, (3)带通滤波器的性能指标:fb1=1200Hz,fb2=3000Hz, fc1=1000Hz,fc2=3200Hz, As=100dB,Ap=1dB, 采用窗函数法和双线性变换法设计上面要求的3种滤波器,并画出滤波 器的频率响应。 4、用滤波器对信号进行滤波 ,然后用自己设计的滤波器对采集到的信号进行滤波,画出滤波后信号的时域波形及频谱,并对滤波前后的信号进行对比,分析信号的变化; 5、回放语音信号,分析滤波前后的语音变化; 6、设计系统界面,为了使编制的程序操作方便,设计处理系统的用户界面,在所设计的系 统界面上可以实现上述要求中的包括采集、分析、滤波等全部内容,并能够选 择滤波器的类型,输入滤波器的参数、显示滤波器的频率响应等。
### 回答1: 本课程旨在介绍基于Matlab的语音信号处理方法和技术。主要内容包括声音的数字化表示、基本信号处理操作、滤波器设计及语音合成等方面。通过本课程的学习,学员能够掌握Matlab工具在语音信号处理中的使用,并且能够应用所学知识解决实际问题。 ### 回答2: 语音信号处理是本科生学习通信工程中一个非常重要的专业课程。本课程设计的主要目标是使学生了解语音信号的基础知识和信号处理的基本方法,并且能够运用matlab软件进行语音信号的分析和处理,从而达到深入理解语音信号处理领域的目的。 本课程设计分为两个部分:理论教学和实践操作。在理论部分,教师主要讲解语音信号的基础知识和信号处理的基本方法,包括语音波形的表示、语音信号的时域、频域和倒谱分析、语音信号的降噪和增强等内容。同时,教师还会讲解matlab软件的使用方法和一些经典的语音信号处理算法,如线性预测分析(LP)、倒谱分析、短时傅里叶变换(STFT)等。 在实践操作部分,学生将分组进行语音信号处理实验,主要包括以下内容: 1.语音波形的表示和播放:学生将学习如何读入和表示一段语音波形,以及如何使用matlab播放不同频率的语音波形。 2.语音信号的时域、频域和倒谱分析:学生将分别通过matlab软件对一个语音信号进行时域、频域和倒谱分析,并比较不同分析方法的优缺点。 3.语音信号的降噪:学生将学习如何使用matlab软件对有噪声的语音信号进行降噪操作,如使用低通滤波器和中值滤波器等。 4.语音信号的增强:学生将学习如何利用matlab软件对语音信号进行增强操作,如使用增强滤波器和声音增强算法等。 5.语音信号的识别:学生将通过matlab软件进行语音信号的自动识别实验,主要使用音频匹配算法和概率统计算法等。 总之,通过本课程的学习和实践操作,学生将深入了解语音信号处理领域的基础知识和技术方法,并能够熟练掌握matlab软件的使用,进而为学生今后从事通信工程领域的研究和应用打下坚实的基础。 ### 回答3: 随着科技的进步和人们需求的不断增长,语音信号处理技术在各个领域中得到了广泛应用。在该领域中,MATLAB是最为流行和广泛应用的工具,为大量的语音信号处理项目提供了支持。因此,基于MATLAB的语音信号处理课程设计是当前的一个热门话题。 MATLAB是一款强大的数学计算软件,其在数字信号处理方面表现出色。在语音信号处理学科中,MATLAB制作了一系列工具箱,这些工具箱包含了音频数据的处理、声音信号的分析、语音信号的合成和过滤所需的所有工具。因此,基于MATLAB的语音信号处理课程设计应当重点讲解数字信号的基础知识,如采样率和量化精度等,以及语音信号的分类、特征提取和模型建立等相关的知识点。 在课程设计的实践部分,可以从音乐信号、数字语音的压缩、语音识别和语音合成等方面来展开。例如,在音乐信号处理部分,可以利用MATLAB对音乐信号进行采样,通过快速傅里叶变换将它们转换为频域信号,并设计出基于主成分分析或独立成分分析的音乐信号处理算法。 在数字语音压缩部分,可以使用基于奇异值分解和小波分析等最新算法的MATLAB工具箱对数字语音进行压缩和重构。在语音识别部分,可以介绍常用的语音识别算法如隐马尔可夫模型(HMM)等,并利用MATLAB开发相应的语音识别系统。在最后的语音合成部分,可以介绍MATLAB工具箱中的语音合成算法,习得如何通过波形合成和训练模型生成优质语音信号。 总之,基于MATLAB的语音信号处理课程设计在实践和理论上都必须有所涉及,这将有助于学生更好地掌握该领域的核心概念和应用。此外,这种基于MATLAB的课程设计在音乐、通讯、医疗和安全等领域中有着大量的应用前景,对学生的未来就业也有一定的帮助。
### 回答1: 基于matlab的有噪声语音信号处理可以采用多种方法,如滤波、降噪、去除噪声等。其中,滤波可以通过设计数字滤波器来实现,降噪可以采用小波变换、谱减法等方法,去除噪声可以采用语音增强技术,如语音增强算法等。在处理有噪声的语音信号时,需要根据具体情况选择合适的处理方法,以达到最佳的效果。 ### 回答2: MATLAB是一种著名的计算机软件,可以进行多种计算和分析,其中也包括有噪声语音信号处理。有噪声的语音信号处理是指通过处理算法去除在语音信号中存在的杂音和干扰声,使其更加清晰和准确。 在Matlab中,可以使用多种方法进行有噪声语音信号处理,下面就简要介绍几种: 1.窄带滤波:通过设计带通滤波器来选择性地滤除噪声和干扰声,从而得到更加清晰的语音信号。常见的窄带滤波方法有低通滤波,高通滤波和带通滤波。 2.宽带滤波:相比较窄带滤波,宽带滤波能够更加全面地去除多种频率的噪声和干扰声。在Matlab中,可以使用多种宽带滤波算法,如平均滤波和中值滤波。 3.小波变换:小波变换是一种多分辨率的信号处理方法,可以将信号分解成不同频率的小波形成频谱图像,达到减少噪声的效果。在Matlab中,可以使用小波变换工具箱来实现。 4.语音增强:语音增强就是将一些人耳无法听到的语音信号加入到有噪声的语音信号中,从而增强语音信号的声音和清晰度。在Matlab中,可以使用多种语音增强算法,如频率域处理和时域处理。 总之,基于Matlab的有噪声语音信号处理是一项重要的任务,可以通过多种算法和工具来实现。在实际应用中,需要选择合适的处理方法以达到最好的效果。 ### 回答3: 基于matlab的有噪声语音信号处理是一个应用于语音信号处理领域的重要技术。在实际应用方面,由于语音信号所处环境的复杂性,例如喧哗声、杂音等因素会使得语音信号产生噪声,因此需要对其进行处理以便使得语音信号更加清晰、准确。而matlab是一种用在科学计算中进行算法开发、数据分析以及可视化等方面的程序工具,被广泛用于语音信号的处理和分析领域。 在处理噪声的方法中,最常用的方法是滤波法。在matlab中,使用滤波函数能有效地降低噪声水平,并提高语音信号的清晰度。其中,数字滤波器分为FIR和IIR两种类型,它们最主要的区别在深度学习方面是FIR是有限冲击响应滤波器,而IIR是无限冲击响应滤波器。 在matlab中,使用滤波器函数时,要确定信号在时间域中的采样频率和噪声类型,例如白噪声、背景噪声等。首先,需要确定采样频率,这样才能得到准确的滤波结果。接下来,通过选取不同类型的滤波器参数,比如截止频率、滤波器类型等进行滤波器构建,并将其作用于音频文件以降低噪声水平。最后,评估滤波后的语音信号质量。 在处理语音信号时,除了滤波法,还可以采用其他方法,如小波变换、峰值削减以及信号增强等。小波变换是一种分析信号的时间和频率特征,并适用于非平稳信号分析的方法;峰值削减则是直接去除噪声在谱上的影响;信号增强是尝试根据语音信号与噪声信号的统计特性来提高语音信号的质量。 总体而言,基于matlab的有噪声语音信号处理是一种有效的语音信号处理技术,在增强语音信号质量和提高辨识度方面受到了广泛的关注。
Matlab是一种广泛使用的用于科学计算和工程应用的软件平台,可以轻松处理语音信号。基于Matlab的语音信号处理是指利用Matlab软件对输入的声音信号进行处理。语音信号处理是一种将声音数据转换为数字数据并对其进行分析的技术。在Matlab中,处理语音信号可以通过声音处理工具箱来实现。声音处理工具箱包含了一系列的函数和算法,可以对语音信号进行各种数字处理和分析。 在基于Matlab进行语音信号处理中,可以使用的一些基本的处理方法包括:滤波、FFT、MFCC、LPC等。其中,滤波是指对语音信号进行滤波处理,去除一些噪声和干扰信号,提高信号的信噪比。FFT(快速傅里叶变换)则可以将时间域信号转换到频域,方便进一步分析。MFCC(梅尔倒谱系数)是一种常用的特征提取方法,它可以提取语音信号的语音特征,例如说话人的身份、语音情感等。LPC(线性预测编码)则是一种表示语音信号的方法,它可以对语音信号进行线性预测,以提高信号压缩性能。 在Matlab中进行语音信号处理时,需要先将声音信号采样,并将其转换为数字信号。可以使用Matlab中的录音功能来获取声音信号,并使用wavread函数将录音的结果转换成数字信号。同时,Matlab中还提供了丰富的语音信号处理工具,例如voicebox、soundbox等工具箱,方便进行算法的实现。 通过基于Matlab进行语音信号处理,可以实现多种应用,如语音识别、语音合成、语音加密、语音压缩等。这些应用广泛应用于通信、汽车、智能家居等领域,为生活和工作带来了便利。同时,基于Matlab的语音信号处理也是一个快速发展的领域,可以为科学家、工程师和研究人员提供良好的实验环境和分析工具。
MATLAB是一个广泛使用的科学计算软件,可用于处理各种类型的信号,包括语音信号。语音信号滤波是语音信号处理中的一个重要领域,涉及到信号去噪、降噪、增强、等化等方面。 国内方面,近年来,越来越多的研究者开始关注语音信号滤波处理。例如,中国科学院自动化研究所的张振宇等人提出了一种基于小波包的语音信号去噪算法,该算法可以有效地去除语音信号中的噪声,提高语音信号的质量。此外,南昌大学的张峰等人还提出了一种基于改进小波和经验模态分解的语音信号降噪算法,该算法可以更好地保留语音信号的特征,同时有效地抑制噪音。 国外方面,也有很多研究者关注语音信号滤波处理领域。例如,美国加州大学圣地亚哥分校的胡洁等人提出了一种基于稀疏表示的语音信号降噪算法,该算法可以通过稀疏表示来恢复原始语音信号,并且在噪声水平较高的情况下也能够取得较好的降噪效果。此外,德国汉堡大学的Sascha Spors等人还提出了一种基于非负矩阵分解的语音信号增强算法,该算法可以将语音信号分解成非负的基频和谐波,从而更好地保留原始语音信号的特征。 总之,语音信号滤波处理领域是一个充满活力的研究领域,在国内外都有很多优秀的研究成果。MATLAB作为一个强大的科学计算软件,可以为语音信号滤波处理领域的研究提供很好的支持和平台。
MATLAB是一款功能强大的数学计算软件,也支持音频信号的采集和处理。在MATLAB中,可以通过调用音频设备接口,实现音频信号的采集、保存和处理。下面简单介绍一下基于MATLAB的语音信号采集与处理。 1. 音频设备信息获取 首先需要获取系统中可用的音频设备信息,可以使用MATLAB自带的音频设备接口函数audiodevinfo来实现。该函数返回一个structure数组,包含了所有可用的音频设备信息。 matlab devinfo = audiodevinfo; 2. 音频设备选择和设置 根据需要选择一个合适的音频设备,并进行相应的设置。可以使用MATLAB自带的音频设备接口函数audiodevice来实现。该函数需要指定音频设备的ID号,可以从上一步获取的devinfo数组中选择一个设备,然后获取其ID号。 matlab % 获取第一个输入设备的ID号 deviceID = devinfo.input(1).ID; % 配置音频设备参数 Fs = 16000; % 采样频率为16000Hz nBits = 16; % 采样精度为16位 nChannels = 1; % 单声道 recorder = audiorecorder(Fs, nBits, nChannels, deviceID); 3. 语音信号采集 配置好音频设备参数后,就可以通过调用audiorecorder函数创建一个音频录制器对象,并使用record函数开始录音。录音时长可以通过设置record函数的参数Duration进行控制。 matlab % 开始录制5秒钟的语音信号 record(recorder, 5); % 等待录制完成 while ~isDone(recorder) pause(0.1); end 4. 语音信号处理 采集到语音信号后,可以进行一些基本的信号处理,比如去噪、滤波、分析等。MATLAB提供了丰富的信号处理函数和工具箱,可以方便地实现这些功能。 matlab % 获取录制的语音信号 audioData = getaudiodata(recorder); % 语音信号去噪 audioData = wdenoise(audioData); % 语音信号滤波 [b, a] = butter(6, [1000 4000]/(Fs/2)); audioData = filter(b, a, audioData); % 语音信号分析 % ... 以上是一个简单的基于MATLAB的语音信号采集和处理的示例。需要注意的是,不同的音频设备和操作系统可能会有一些差异,需要根据实际情况进行调整。同时,对于更复杂的语音信号处理任务,可能需要使用更专业的工具和算法。
《李文-基于Matlab的语音信号采集和处理系统的设计》是一篇关于采集和处理语音信号的系统设计的论文。在这篇论文中,李文介绍了如何使用Matlab来设计一个完整的语音信号采集和处理系统。 首先,李文详细介绍了语音信号的特点和背景知识。他解释了语音信号是如何通过喉咙和嘴巴产生的,并且介绍了语音信号的频率和音调的概念。 接着,李文介绍了系统硬件的设计。他说明了系统所需的硬件设备,包括麦克风和音频接口。他还解释了如何将这些硬件连接到计算机,并确保它们能够与Matlab进行正常的通信。 然后,李文详细介绍了系统的软件设计。他介绍了Matlab平台的特点和功能,并解释了如何使用Matlab进行语音信号的采集和处理。他还介绍了一些常见的语音信号处理算法和技术,如时域分析、频域分析和数字滤波器设计等。 最后,李文描述了他设计的语音信号处理系统的实现和测试结果。他详细说明了系统的架构和实现细节,并提供了一些实际的语音信号采集和处理的示例。 总的来说,李文的论文提供了一个基于Matlab的语音信号采集和处理系统的详细设计方案。通过这个系统,用户可以方便地进行语音信号的采集和处理,为语音识别、语音合成等应用提供支持。这篇论文不仅为语音信号处理领域的研究人员提供了有价值的参考,也为对此感兴趣的读者提供了一个学习和实践的平台。

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