没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
资源推荐
资源详情
资源评论











1 绪论
1.1 研究背景
对于数字信号处理学科来说,是科技发展的产物,并且集成电路和电子计
算机的发展促进了数字信号处理的发展。伴随着数字信息高度进步,计算机与
数字技术日益结合,对数字滤波器研究和设计使得数字滤波器逐渐展现模拟滤
波器所不具有的优势,进而导致模拟滤波器的市场份额不断萎缩。微处理器的
变换日新月异,随着其体积小、可靠性能高、耗能低以及设计简单等优势不断
的体现,更加促进了现代科技朝着数字化、智能化、数字化、现代化以及自动
化全方面发展,使得更多的智能产品不端的涌现出来为人类生活提供便利。电
子系统的普及,数字信号处理等领域未来必将纵向深入发展,该趋势也将不断
扩大。
数字信号处理最基本的一个基础就是数字滤波,数字滤波就是将带有噪声
信号滤除掉从而得到有用信号,数字滤波一般采用两种方法,计算机软件滤波
与数字处理硬件滤波,一般采用 MATLAB 等软件通过调用其自带函数进行计算
机软件滤波,硬件滤波则必须应用专业的数字处理硬件单元。在硬件电路等电
子系统中很容易产生电磁干扰,因此滤波对电子系统来说就显得尤为重要。电
子设备的更新换代也使得对滤波器的要求更高,因为要达到准确、安全的传递
信息并不受外界干扰,滤波器的设计就要有更高的要求以便于适应不同的电子
设备。
文主要针对语音信号去噪进行无限脉冲响应(IIR)数字滤波器设计,再通
过 MATLAB 设计出简单的 IIR 滤波器语音信号去噪平台图形用户界面,不仅能

够更直观的得到看到滤波结果,便于对结果进行分析,并且 MATLAB 函数可以
直接调用,大大降低了滤波器设计难度,具有一定的实际意义以及参考价值
1.2 国内外研究现状
现如今国内外都对数字滤波器的发展以及研究具有的一定的关注度,这是
因随着人工智能的出现在促进着人们关注滤波器的发展,人工智能、语音通信
等等功能的实现都离不开滤波器,这是其中基本的环节,信息的接收以及传递
由于电磁干扰等因素会夹杂相当大的干扰,尤其是人工智能由于大多数采用语
音信号、手机信息产生指令,外界环境并非出于绝对安静的环境,有可能会淹
没原始信息,这就需要安全性、可靠性等功能更好的滤波器来解决这些问题,
针对这些问题国内外产生了大量的研究,下面分别对国内以及国外对数字滤波
器的研究现状进行介绍。
1.2.1 国内研究现状
早期的数字滤波在语音等方面都有着不小的应用,但由于当时在国内计算
机技术因成本问题并未普及,导致数字滤波发展缓慢跟不发达到国家的步伐。
而随着时代的发展,国内计算技术不断进步逐渐跟上发达国家步伐,在 70 年代
我国在数字信号处理也随之不断发展并且与微处理器、集成电路与半导体储存
器等等进行相互结合,采用计算机的高速运算能力,其中相辅相成产生许多新
的技术,使得数字滤波器能够在频域以及时域达到任意的频率响应或者冲击响
应。这样,数字滤波器的设计系统就不断的优化并且伴随着新的技术产生也使
得数字滤波器的设计丰富起来,并且能够采用专用数字硬件进行滤波。我国对

滤波器的研究也逐渐重视并投入了大量的资金。
在 50 年代时,我国经过不断的实践使得滤波器广泛适用于话路滤波以及报
路滤波。经过时间的推移,在研究、生产以及制造等方面已经与国际接轨但是
由于缺乏半导体工艺以及其他集成工艺等等导致我国在开发、创新滤波器仍旧
落后于其他发达国家。因此本文数字滤波器对于知识的理解等教学方面的问题
有一定的意义。
1.2.2 国外研究现状
国外对近代电子设备、微处理器等控制器件发展较早,发达国家滤波器的
应用以及发展远远超过其他国家,而发达国家对滤波器的研制、应用也引领启
发中国等其他国家在该领域的研究、应用。
LC 滤波器首先被发明出来,是由国外科学家在 1917 年分别发明的,1918
第一个时分多路复用系统产生被美国科学家制造,这是滤波器的首次应用。50
年代时随着时间的推移滤波器的发展逐渐崭露头角,引发众多关注。60 年代计
算机技术的不断研发与应用,集成工艺不断精进,新的材料不断出现,使得滤
波器迎来了发展过程中的新时代,并且与其他技术相互结合,产生了功耗低、
体积小、效率高、可靠性以及系统稳定性提高等等电子系统。70 年代时集成电
路的发展让滤波器无论有源滤波器或无源滤波器都能够集成单片被广泛应用。
到现在人工智能的出现对信息的反馈都靠数字信号来完成,能够准确执行指令
必须有高精度的滤波器来滤波达到预置效果,因此滤波器的研究还在不断地深
入以求达到更高的高度满足人们对科技的创新。

1.3 IIR 数字滤波器的设计内容
本文的设计内容主要就是对 IIR 数字滤波器的设计以及相应的 GUI 界面设计,
这两部分作为重点进行介绍以及研究,将 GUI 界面应用在数字滤波器当中,相
互结合产生出操作简单、应用广泛的研究结果,后面会对数字滤波器基于
MATLAB 的 IIR 数字滤波器设计进行详细的研究,对不同的研究所产生的结果
会绘制相应的波形图以及频谱图。
本文研究过程中首先第一章的内容对整体滤波器的研究现状进行了简短的
阐述概括了滤波器的两大种类分别为模拟滤波器以及数字滤波器的发展过程等
等,并且对于国内和国外数字滤波器的发展分别进行了较为详细的介绍。第二
章主要了解数字滤波器的相应工作原理、分类,还有 MATLAB 的简单介绍。第
三章主要是对在 IIR 数字滤波器的设计过程中模拟滤波器转换为数字滤波器所
采用的两种方法进行简单的介绍,这部分也作为 GUI 界面设计的过程中的一部
分;第四章作为本文的研究重点,针对采用 MATLAB 对数字滤波器设计进行了
详细的介绍,通过 PC 机获得的随机语音信号通过 Wavread 函数的采集获取相应
的波形图,采用 sin 函数对原始语音信号加噪获取加噪信号并且进行傅里叶变换
(简称为 FFT),制定相应的数字指标,进行预畸变,然后转换为模拟指标,
进而设计相应的模拟滤波器,再通过双线性变换法或者脉冲不变响应法将模拟
滤波器转换为相应的数字滤波器,将加噪信号通过滤波器得到去噪信号且与原
始信号进行对比检测相应滤波器性能。MATLAB 设计滤波器一般采用的是调用
相应的公式进行设计,比较方便。第五章主要就是针对 GUI 界面设计,将上一
章中得到的波形图加载到数字滤波器语音去噪平台上去得到相应的界面。
本文的重点内容将会放在四、五章节,均为通过 MATLAB 实现,分别对语

音信号进行处理以及获取图像对其进行分析,将第四章获得结果呈现在数字滤
波器去噪平台上的 GUI 界面当中,当点击或者控制不同控件时得到相应的结果,
达到了设计一个简洁易用的 GUI 界面的目的。
2 数字滤波器的设计与研究
滤波器是对信号进行过滤、参数的估计等线性系统,其是由差分方程作为
基本,主要分为两大部分分别为数字滤波器和模拟滤波器,后者是对连续时域
信号进行滤波并且由电容电阻以及晶体管等部分组成,前者一般先是将连续时
域信号进行抽样得到离散时域信号由计算机进行滤波运算或者采用专门的数字
滤波硬件来进行工作。数字滤波器(Digital Filter)即 DF 又分为两大类即 IIR
(无限脉冲响应)和 FIR(有限脉冲响应)
[1]
,IIR 数字滤波器是递归滤波器由
闭合回路形成的反馈,是由当前信号、历史输入做为输入,输出信号也会反馈
到 IIR 作为输入信号这样就形成了闭合回路,而 FIR 只有当前输入数据、历史
输入作为输入信号输入到 FIR 并没有形成反馈(原理框图如图 2-1 所示)。本
文主要以 IIR 滤波器的设计为主要研究对象并包含 GUI 界面设计,FIR 并未过
多的涉及。
剩余37页未读,继续阅读
资源评论

- 虚伪的小白2023-07-26这个文件对于实现IIR数字滤波器语音信号去噪处理具有一定的参考价值,对相关领域的研究者和工程师来说是一份不错的资料。
- 135720250902023-07-26这个文件提供了丰富的实例与可视化结果,有助于读者更好地理解和应用该平台进行语音信号去噪处理。
- 开眼旅行精选2023-07-26看完这个文件后,我对如何使用MATLAB GUI来进行IIR数字滤波器语音信号去噪处理有了更深刻的理解。
- 恽磊2023-07-26这个文件的设计方法清晰,操作界面简单直观,可以方便地应用于语音信号去噪处理领域。
- MurcielagoS2023-07-26这个文件提供了一个基于MATLAB GUI的IIR数字滤波器语音信号去噪处理平台的详细设计与实现,非常实用。

随风也萧萧
- 粉丝: 0
- 资源: 4
上传资源 快速赚钱
我的内容管理 展开
我的资源 快来上传第一个资源
我的收益
登录查看自己的收益我的积分 登录查看自己的积分
我的C币 登录后查看C币余额
我的收藏
我的下载
下载帮助


安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
