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基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx
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基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx基于MATLAB有噪声语音信号的处理汇总.docx
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数字信号处理课程设计报告
题目:基于 MATLAB 有噪声语音信号处理
系 (院):
专 业:
班 级:
学 号:
姓 名:
计算机工程学院
通信工程
通信 1071
指导教师: -------------------------
学年学期: 2009 ~ 2010 学年 第 1 学期
2009 年12 月 18日
设计任务书
1. 巩固所学的数字信号处理理论知识, 理解信号的采集、处理、传输、显示和存储过
程;
2. 综合运用专业及基础知识,解决实际工程技术问题的能力;
学习资料的收集与整理,学会撰写课程设计报告。
1. 微型电子计算机(PC);
2. 安装 Windows 2000 以上操作系统,MATLAB 等开发工具。
1. 选择一个语音信号作为分析的对象,或录制一段各人自己的语音信号,对其进行频
谱分析;利用 MATLAB 中的随机函数产生噪声加入到语音信号中,模仿语音信号被污
染,并对其进行频谱分析;设计 FIR 和 IIR 数字滤波器, 并对被噪声污染的语音信
号进行滤波,分析滤波后信号的时域和频域特征,回放语音信号。最后,设计一个
信号处理系统界面。
2. 利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料,深入理解课题含义及设计要求,
注意材料收集与整理;
3. 在第 15 周末之前完成预设计,并请指导教师审查,通过后方可进行下一步工作;
结束后,及时提交设计报告(含纸质稿、电子稿),要求格式规范、内容完整、结论
正确,正文字数不少于 3000 字(不含代码)。
工作进度计划
起止日期
在预设计的基础上,进一步查阅资料,完善设计方案。
2
3
4
设计总体方案,构建、绘制流程框图,编写代码,上机调试。
测试程序,完善功能,撰写设计报告。
参加答辩,根据教师反馈意见,修改、完善设计报告。
指导教师(签章):
年
月
日
摘要
滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位,FIR 数字滤波器和 IIR 滤
波器是滤波器设计的重要组成部分。利用 MATLAB 信号处理工具箱可以快速有效地设
计各种数字滤波器。课题基于 MATLAB 有噪音语音信号处理的设计与实现,综合运用
数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论
推导得出相应结论,再利用 MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的
过程中,使用窗函数法来设计 FIR 数字滤波器,用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变
法设计 IIR 数字滤波器,并利用 MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的
绘制。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析,可知利用 MATLAB 信号处理工
具箱可以有效快捷地设计 FIR 和 IIR 数字滤波器,过程简单方便,结果的各项性能
指标均达到指定要求。
关键词 数字滤波器 MATLAB 窗函数法 巴特沃斯 切比雪夫 双线性变换
目录
1 绪论
····································1
2 课程设计内容
································2
3 课程设计的具体实现
····························2
语音信号的采集 ······························2
语音信号的时频分析 ····························2
语音信号加噪与频谱分析 ··························4
设计 FIR 和 IIR 数字滤波器 ·························5
用滤波器对加噪语音信号进行滤波 ····················· 12
比较滤波前后语音信号的波形及频谱 ···················· 12
回放语音信号 ······························· 19
设计系统界面 ······························· 19
小结 ··································· 21
结论 ································ 22
致谢 ································ 23
参考文献 ······························ 24
1 绪论
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数值计算的方法对信号进行采
集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理,借以达到提取信息和便于应用的
目的。它在语音、雷达、图像、系统控制、通信、航空航天、生物医学等众多领域
都获得了极其广泛的应用。具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速
度快等优点。
数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。随着信息时代和数字技术
的发展,受到人们越来越多的重视。数字滤波器可以通过数值运算实现滤波,所以
数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题,可以
实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。数字滤波器种类很多,根据其实现的网络结
构或者其冲激响应函数的时域特性,可分为两种,即有限冲激响应 ( FIR,Finite
Impulse Response)滤波器和无限冲激响应( IIR,Infinite Impulse Response)滤
波器。
FIR滤波器结构上主要是非递归结构,没有输出到输入的反馈,系统函数
(z)在处收敛,极点全部在 z = 0处(因果系统),因而只能用较高的阶数达到
高的选择性。 FIR 数字滤波器的幅频特性精度较之于 IIR数字滤波器低,但是线
性相位,就是不同频率分量的信号经过 fir 滤波器后他们的时间差不变,这是
很好的性质。 FIR数字滤波器是有限的单位响应也有利于对数字信号的处理,
H
便于编程,用于计算的时延也小,这对实时的信号处理很重要。
FIR滤波器因
具有系统稳定,易实现相位控制,允许设计多通带(或多阻带)滤波器等优点收到
人们的青睐。
IIR滤波器采用递归型结构,即结构上带有反馈环路。 IIR 滤波器运算结构
通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成,可以组合成直接型、正准型、
级联型、并联型四种结构形式,都具有反馈回路。同时,
IIR 数字滤波器在设
计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果,如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器
等,有现成的设计数据或图表可查,在设计一个 IIR 数字滤波器时,我们根据
指标先写出模拟滤波器的公式,然后通过一定的变换,将模拟滤波器的公式转
换成数字滤波器的公式。
滤波器的设计可以通过软件或设计专用的硬件两种方式来实现。随着 MATLAB
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