使用Matlab进行语音信号谱分析及男、女声音转换: (1)请朗读“信号的频域分析”,录制成wav格式,画出其时域波形; (2)利用函数ctft1分析(1)中录制的语音信号的频谱,并画出其幅度频谱; (3)若你是男生,请

对录制的语音信号进行男声转女声的处理，并将转换后的语音信号保存为wav格式文件。

1. 请朗读“信号的频域分析”,录制成wav格式,画出其时域波形

首先使用MATLAB自带的录音功能录制语音信号，并保存为wav格式文件。录制完成后，可以使用MATLAB的audioread函数读取录制的wav文件，并使用plot函数绘制出语音信号的时域波形。

录制语音信号的代码如下：

recObj = audiorecorder;
disp('开始录音...');
recordblocking(recObj, 5);
disp('录音结束.');

% 保存录制的语音信号为wav格式文件
filename = 'speech.wav';
audiowrite(filename, getaudiodata(recObj), recObj.SampleRate);

绘制语音信号的时域波形的代码如下：

[x, fs] = audioread('speech.wav');
t = (0:length(x)-1)/fs;
plot(t, x);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
title('Speech Signal in Time Domain');

2. 利用函数ctft1分析(1)中录制的语音信号的频谱,并画出其幅度频谱

使用MATLAB的ctft1函数进行语音信号的频谱分析，并使用plot函数绘制出语音信号的幅度频谱。

[x, fs] = audioread('speech.wav');
nfft = 2^nextpow2(length(x));
X = ctft1(x, nfft, fs);
f = (0:nfft/2-1)/nfft*fs;
plot(f, abs(X(1:nfft/2)));
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Magnitude');
title('Speech Signal in Frequency Domain');

3. 若你是男生,请对录制的语音信号进行男声转女声的处理，并将转换后的语音信号保存为wav格式文件。

男声转女声的处理方法有很多种，这里介绍一种基于频域转换的方法。具体实现步骤如下：

（1）使用MATLAB自带的fft函数对录制的语音信号进行快速傅里叶变换，得到语音信号的频谱。

[x, fs] = audioread('speech.wav');
nfft = 2^nextpow2(length(x));
X = fft(x, nfft);

（2）将语音信号的频谱进行平滑处理，消除高频成分。

smooth_len = round(nfft/10);
h = hamming(smooth_len);
H = h/sum(h);
X_smooth = conv(abs(X), H, 'same');

（3）将频谱的每个频带的幅度乘以一个变换系数，使得低频成分增强，高频成分减弱。

alpha = 2;
f = (0:nfft/2-1)/nfft*fs;
f0 = 100;
X_transformed = zeros(size(X));
for i = 1:length(f)
    if f(i) < f0
        X_transformed(i) = alpha*X_smooth(i);
    else
        X_transformed(i) = X_smooth(i)/alpha;
    end
end

（4）使用MATLAB自带的ifft函数对变换后的频谱进行逆傅里叶变换，得到转换后的语音信号。

x_transformed = real(ifft(X_transformed));
x_transformed = x_transformed(1:length(x));

（5）将转换后的语音信号保存为wav格式文件。

filename = 'speech_transformed.wav';
audiowrite(filename, x_transformed, fs);

这样就完成了男声转女声的处理。