MATLAB语音滤波实验.docx
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2023-03-01
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《数字信号处理》实验报告
实验目的
1、学会 MATLAB 的使用，掌握其程序设计方法，学会对信号进行分析和处理；
2、掌握语音信号的采集、存储和时频分析；
3、要求掌握 IIR 数字滤波器的设计原理、设计方法和设计步骤；
4、学习用窗函数法设计 FIR 数字滤波器的原理及其设计步骤；
5、了解学习 GUI 图形用户界面，进行实验程序的演示。
二.实验内容
1、录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的
时域波形和频谱图；
2、给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换法设计滤波器，并画出滤波器
的频率响应；
3、用设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对
滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语音信号；
4、换一个性别相异的人录制同样一段语音内容，分析两段内容相同的语音信号频谱之
间的特点；
5、录制一段同样长时间的背景噪声叠加到语音信号中，分析叠加前后信号频谱的变化，
设计一个合适的滤波器，能够把该噪声滤除。
三.实验原理
分析实验的几个要求可以看出，实验主要考察的是数字滤波器的设计及语音信号的
滤波，涉及到男声和女声的分析。从本质上说，本实验涉及的信号是人的语言，众所周
知，人声的频率范围是 20Hz 到 20000Hz，进一步的分析知声音范围大约在 65-950 Hz，
所以设计的是低通滤波器。
1.语音信号的采集
熟悉并掌握 MATLAB 中有关声音（wave）录制、播放、存储和读取的函数，在 MATLAB
环境中，有关声音的函数有：
a：y=wavrecord(N,fs,Dtype);利用系统音频输入设备录音，以 fs 为采样频率，默认值
为 11025，即以 11025HZ 进行采样。Dtype 为采样数据的存储格式，用字符串指定，可以是：
‘double’、‘single’、‘int16’、‘int8’其中只有 int8 是采用 8 位精度进行采样，
其它三种都是 16 位采样结果转换为指定的 MATLAB 数据；
b：wavplay(y,fs)；利用系统音频输出设备播放，以 fs 为播放频率，播放语音信号 y；
c：wavwrite((y,fs,wavfile);创建音频文件；
d：y=wavread(file);读取音频文件；
关于声音的函数还有 sound()；soundsc()；等。
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