數(shù)字信號(hào)處理濾波器.doc

課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 課程名稱 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì) 課題名稱 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及在語(yǔ)音信號(hào)分析中的應(yīng)用 專 業(yè) 通信工程 班 級(jí) 1001 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 彭 禎 張鏖烽 郭 芳 2012年 9 月 10日湖南工程學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)課程名稱 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì) 課題名稱數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及在語(yǔ)音信號(hào)分析中的應(yīng)用 專 業(yè) 通信工程 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 彭 禎 張鏖烽 郭 芳 審 批 任務(wù)書(shū)下達(dá)日期 2012 年 9月 1 日任務(wù)完成日期 2012 年 9月 10日數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)一、 課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與目的數(shù)字信號(hào)處理課程是通信專業(yè)的一門(mén)重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是信息的數(shù)字化處理、存儲(chǔ)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過(guò)該課程的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生對(duì)信號(hào)與信息的采集、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用等有一個(gè)系統(tǒng)的掌握和理解；鞏固和運(yùn)用在數(shù)字信號(hào)處理課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，掌握數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)理論和處理方法，提高分析和解決信號(hào)與信息處理相關(guān)問(wèn)題的能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。數(shù)字濾波器是一種用來(lái)過(guò)濾時(shí)間離散信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理來(lái)達(dá)到頻域?yàn)V波的目的。根據(jù)其單位沖激響應(yīng)函數(shù)的時(shí)域特性可分為兩類：無(wú)限沖激響應(yīng)（IIR）濾波器和有限沖激響應(yīng)（FIR）濾波器。二、課程設(shè)計(jì)題目課程設(shè)計(jì)題目分為2個(gè)方向，每班選做方向一的同學(xué)約占2/3,選做方向二的約占1/3。（填寫(xiě)你自己所選課題的內(nèi)容，如你在所選的是第二個(gè)方向，其內(nèi)容如下：）方向一：數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及在語(yǔ)音信號(hào)分析中的應(yīng)用。方向二：數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及在心電信號(hào)濾波中的應(yīng)用。步驟：1、語(yǔ)音信號(hào)采集錄制一段課程設(shè)計(jì)學(xué)生的語(yǔ)音信號(hào)并保存為文件，要求長(zhǎng)度不小于10秒，并對(duì)錄制的信號(hào)進(jìn)行采樣；錄制時(shí)可以使用Windows自帶的錄音機(jī)，或者使用其它專業(yè)的錄音軟件，錄制時(shí)需要配備錄音硬件（如麥克風(fēng)），為便于比較，需要在安靜、干擾小的環(huán)境下錄音。2、語(yǔ)音信號(hào)分析使用MATLAB繪出采樣后的語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖。根據(jù)頻譜圖求出其帶寬，并說(shuō)明語(yǔ)音信號(hào)的采樣頻率不能低于多少赫茲。3、含噪語(yǔ)音信號(hào)合成在MATLAB軟件平臺(tái)下，給原始的語(yǔ)音信號(hào)疊加上噪聲，噪聲類型分為如下幾種：（1）白噪聲；（2）單頻噪色（正弦干擾）；（3）多頻噪聲（多正弦干擾）；（4）其它干擾，可設(shè)置為低頻、高頻、帶限噪聲，或Chirp干擾、沖激干擾。繪出疊加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域和頻譜圖，在視覺(jué)上與原始語(yǔ)音信號(hào)圖形對(duì)比，也可通過(guò)Windows播放軟件從聽(tīng)覺(jué)上進(jìn)行對(duì)比，分析并體會(huì)含噪語(yǔ)音信號(hào)頻譜和時(shí)域波形的改變。4、數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及濾波,完成以下題目中的一個(gè)給定濾波器的規(guī)一化性能指標(biāo)（參考指標(biāo),實(shí)際中依據(jù)每個(gè)同學(xué)所疊加噪聲情況而定）例如：通帶截止頻率wp=0.25*pi, 阻通帶截止頻率ws=0.3*pi; 通帶最大衰減Rp=1 dB; 阻帶最小衰減Rs=15 dB，每個(gè)題目至少設(shè)計(jì)出5個(gè)用不同方法的不同類型濾波器。題目（1）：采用窗函數(shù)法與等波紋法分別設(shè)計(jì)各型FIR濾波器（低通、高通、帶通、帶阻中的至少3種類型）來(lái)對(duì)疊加噪聲前后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波處理，繪出濾波器的頻域響應(yīng)，繪出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化；在相同的性能指標(biāo)下比較各方法的濾波效果，并從理論上進(jìn)行分析（或解釋）。5、回放語(yǔ)音信號(hào)對(duì)濾波后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行回放，感覺(jué)濾波前后語(yǔ)音信號(hào)的變化。6、設(shè)計(jì)一個(gè)語(yǔ)音信號(hào)分析與處理系統(tǒng)界面(選作)利用MATLAB的界面設(shè)計(jì)功能，設(shè)計(jì)一個(gè)MATLAB環(huán)境下的人機(jī)交互界面，完成上述濾波器的設(shè)計(jì)及濾波過(guò)程，要求能夠接收輸入的設(shè)計(jì)參數(shù)，查看設(shè)計(jì)結(jié)果及濾波結(jié)果。三、課程設(shè)計(jì)要求1、在一周內(nèi)學(xué)生須上機(jī)16小時(shí)以上，程序調(diào)試完后，須由指導(dǎo)老師在機(jī)器上檢查運(yùn)行結(jié)果，經(jīng)教師認(rèn)可后的源程序可通過(guò)打印機(jī)輸出，并請(qǐng)教師在程序清單上簽字。2、課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容和格式：設(shè)計(jì)題目，設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟，設(shè)計(jì)過(guò)程中的結(jié)果、圖形等，設(shè)計(jì)總結(jié)。3、每組每人必須獨(dú)立完成，成績(jī)的考核按設(shè)計(jì)結(jié)果、答辯成績(jī)及課程設(shè)計(jì)報(bào)告來(lái)綜合評(píng)定。成績(jī)分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級(jí)分評(píng)定。4、指導(dǎo)教師：彭禎，張鏖烽，郭芳。四、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排通信工程1001/1002:1周周一上午，E-412, 任務(wù)講解與布置，學(xué)生分組選題，查找相關(guān)資料，準(zhǔn)備課程設(shè)計(jì)，學(xué)生上機(jī)，按任務(wù)要求進(jìn)行課程設(shè)計(jì)；分組選題；1周周二上午，E-412,學(xué)生上機(jī)，按任務(wù)要求進(jìn)行課程設(shè)計(jì)；分組選題；1周周三上午，E-412,學(xué)生上機(jī)，按任務(wù)要求進(jìn)行課程設(shè)計(jì)；分組選題；1周周四上午，E-412,學(xué)生任務(wù)完成，答辯并提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告。附：課程設(shè)計(jì)報(bào)告裝訂順序：封面、任務(wù)書(shū)、目錄、正文、評(píng)分、附件（A4大小的圖紙及程序清單）。 正文的格式:一級(jí)標(biāo)題用3號(hào)黑體,二級(jí)標(biāo)題用四號(hào)宋體加粗,正文用小四號(hào)宋體;行距為22。正文的內(nèi)容:一、課題的主要功能；二、課題的功能模塊的劃分；三、主要功能的實(shí)現(xiàn)；四、程序調(diào)試；五、總結(jié)；六、附件（所有程序的原代碼，要求對(duì)程序?qū)懗霰匾淖⑨專?；七、評(píng)分表。目 錄1 課程設(shè)計(jì)的目的12 課程設(shè)計(jì)的原理12.112.213 課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟及結(jié)果分析13.113.213.313.413.514 心得體會(huì)1一 課程設(shè)計(jì)的目的數(shù)字信號(hào)處理課程是通信專業(yè)的一門(mén)重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是信息的數(shù)字化處理、存儲(chǔ)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過(guò)該課程的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生對(duì)信號(hào)與信息的采集、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用等有一個(gè)系統(tǒng)的掌握和理解；鞏固和運(yùn)用在數(shù)字信號(hào)處理課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，掌握數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)理論和處理方法，提高分析和解決信號(hào)與信息處理相關(guān)問(wèn)題的能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。數(shù)字濾波器是一種用來(lái)過(guò)濾時(shí)間離散信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理來(lái)達(dá)到頻域?yàn)V波的目的。根據(jù)其單位沖激響應(yīng)函數(shù)的時(shí)域特性可分為兩類：無(wú)限沖激響應(yīng)（IIR）濾波器和有限沖激響應(yīng)（FIR）濾波器。熟悉Matlab語(yǔ)言環(huán)境，掌握Matlab語(yǔ)言的編程規(guī)則，利用Flattopwin窗函數(shù)設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)符合要求的FIR濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的濾波去噪。并繪制濾波前后的時(shí)域波形和頻譜圖。根據(jù)圖形分析判斷濾波器設(shè)計(jì)的正確性。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)熟悉利用 Flattopwin窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器的過(guò)程。增強(qiáng)自己獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，提高自己的動(dòng)手能力。加深對(duì)理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題的理解。二 課程設(shè)計(jì)的原理2.1 FIR濾波器FIR濾波器：有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)濾波器，是數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中最基本的元件，它可以在保證任意幅頻特性的同時(shí)具有嚴(yán)格的線性相頻特性，同時(shí)其單位抽樣響應(yīng)是有限長(zhǎng)的，因而濾波器是穩(wěn)定的系統(tǒng)。因此，F(xiàn)IR濾波器在通信、圖像處理、模式識(shí)別等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)一個(gè)濾波器之前，必須首先根據(jù)工程實(shí)際的需要確定濾波器的技術(shù)指標(biāo)。在很多實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字濾波器常常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)選頻操作。因此，指標(biāo)的形式一般在頻域中給出幅度和相位響應(yīng)。幅度指標(biāo)主要以兩種方式給出。第一種是絕對(duì)指標(biāo)。它提供對(duì)幅度響應(yīng)函數(shù)的要求，一般應(yīng)用于FIR濾波器的設(shè)計(jì)。第二種指標(biāo)是相對(duì)指標(biāo)。它以分貝值的形式給出要求。確定了技術(shù)指標(biāo)后，就可以建立一個(gè)目標(biāo)的數(shù)字濾波器模型。通常用理想的數(shù)字濾波器模型。之后，利用數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)際濾波器模型來(lái)逼近給定的目標(biāo)。根據(jù)這個(gè)描述就可以分析其頻率特性和相位特性，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果是否滿足指標(biāo)要求；或者利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的濾波器，再分析濾波結(jié)果來(lái)判斷。FIR濾波器的設(shè)計(jì)問(wèn)題實(shí)際上是確定能滿足所要求的轉(zhuǎn)移序列或脈沖響應(yīng)的常數(shù)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)、頻率響應(yīng)法和等波紋最佳逼近法等。2.2 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法窗函數(shù)設(shè)計(jì)法是一種通過(guò)截?cái)嗪陀?jì)權(quán)的方法使無(wú)限長(zhǎng)非因果序列成為有限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)序列的設(shè)計(jì)方法。通常在設(shè)計(jì)濾波器之前，應(yīng)該先根據(jù)具體的工程應(yīng)用確定濾波器的技術(shù)指標(biāo)。在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字濾波器常常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)選頻操作，所以指標(biāo)的形式一般為在頻域中以分貝值給出的相對(duì)幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。窗函數(shù)設(shè)計(jì)法步驟如下：（1）根據(jù)過(guò)渡帶寬及阻帶衰減要求，選擇窗函數(shù)的類型并估計(jì)窗口長(zhǎng)度N。窗函數(shù)的類型可根據(jù)最小阻帶衰減AS獨(dú)立選擇。（2）根據(jù)待求濾波器的理想頻率響應(yīng)求出理想單位脈沖響應(yīng)hd(n)。（3）由性能指標(biāo)確定窗函數(shù)W(n)和長(zhǎng)度N。（4）求得實(shí)際濾波器的單位脈沖響應(yīng)h(n)， h(n)即為所設(shè)計(jì)FIR濾波器系數(shù)向量b(n)。 三 課程設(shè)計(jì)步驟及結(jié)果分析3.1 設(shè)計(jì)流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，首先自己錄制一段語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)加入噪聲干擾，再利用Flattopwin窗設(shè)計(jì)合理的FIR濾波器。最后用濾波器對(duì)干擾后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪。具體設(shè)計(jì)流程圖如圖所示：開(kāi)始錄制段語(yǔ)音信號(hào)，命名為“錄音.wav”，繪制出其時(shí)域波形和頻譜圖。加入噪聲干擾，繪制干擾后的時(shí)域波形和頻譜圖。 利用Flattopwin窗設(shè)計(jì)合理的FIR濾波器。將干擾后的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)自己設(shè)計(jì)的濾波器，進(jìn)行濾波去噪?；胤耪Z(yǔ)音信號(hào)，驗(yàn)證是否達(dá)到去噪效果。 是否達(dá)到去噪 效果？ 否 是結(jié)束 3.2語(yǔ)音信號(hào)的采樣錄音 錄制一段課程設(shè)計(jì)自身的語(yǔ)音信號(hào)并保存為文件，要求長(zhǎng)度不小于10秒，并對(duì)錄制的信號(hào)進(jìn)行采樣；錄制時(shí)可以使用Windows自帶的錄音機(jī)，或者使用其它專業(yè)的錄音軟件，錄制時(shí)需要配備錄音硬件（如麥克風(fēng)），為便于比較，需要在安靜、干擾小的環(huán)境下錄音。3.3對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域的分析x,fs,bits=wavread(d:text.wav);%sound(x,fs);n=length(x);dt=10.00/n;t=dt:dt:10.00;figure(1);subplot(211);plot(t,x,r);title(原始語(yǔ)音信號(hào)域波形);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);X=fft(x,n);magY=abs(X);f=0:fs/n:fs*(n-1)/n;subplot(212);plot(f,magY,r);%axis(0 200 0 100);title(原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);3.4含噪語(yǔ)音信號(hào)的合成 1） 加白噪音代碼如下：d1=0.05*randn(1,n); %白噪聲信號(hào)的函數(shù)x1=x(:,1)+d1; %噪音信號(hào)疊加%sound(x1,fs);figure(2);subplot(211);plot(t,x1,r);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(加白噪音的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形);D1=fft(x1,n);magD1=abs(D1);f=0:fs/n:fs*(n-1)/n;subplot(212);plot(f,magD1,r);%axis(0 200 0 100);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(加白噪音的語(yǔ)音信號(hào)噪聲信號(hào)頻譜圖);結(jié)果如下圖所示：2）加單頻正弦噪音代碼如下：d2=0.08*sin(2*pi*5000*t);%加單頻正弦信號(hào)信號(hào)X2=x(:,1)+d2;%噪音信號(hào)疊加%sound(X2,fs);figure(3)subplot(211);plot(t,X2);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(加單頻正弦信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形)y2=fft(X2);magT=abs(y2);subplot(212);plot(f,magT);%axis(0 200 0 100);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(加單頻正弦信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)號(hào)頻譜);結(jié)果如下圖所示：3）加多頻正弦噪音代碼如下：d3=0.08*sin(2*pi*20*t);%加多頻正弦信號(hào)信號(hào)X3=x(:,1)+d2+d3;%噪音信號(hào)疊加%sound(X3,fs);figure(4)subplot(211);plot(t,X3);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(加多頻正弦信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形)y3=fft(X3);magZ=abs(y3);subplot(212);plot(f,magZ);%axis(0 200 0 100);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(加多頻正弦信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)頻譜);3.5數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)及濾波1）海明窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR低通濾波器設(shè)計(jì)方法%海明窗低通濾波器%x,fs,bits=wavread(d:/text.wav);%n=length(x);%dt=10.00/n;%t=dt:dt:10.00;%d3=0.05*randn(1,n);%噪聲信號(hào)的函數(shù)%x3=x(:,1)+d1;%噪音信號(hào)疊加%sound(x3,fs);wp=0.25*pi;ws=0.3*pi;%性能指標(biāo)wdelta=ws-wp;%過(guò)度帶寬度M=ceil(3.32*pi/wdelta);%濾波器長(zhǎng)度N=2*M+1;%窗口長(zhǎng)度wc=(ws+wp)/2;% 截止頻率%win=hanming(N);%衰減不小于50dB,選擇海明窗b=fir1(N-1,wc/pi);n1=0:1:N;hi t=impz(b,1,n1);%得到脈沖響應(yīng)hf w=freqz(b,1,512);%得到頻率響應(yīng)X=fft(x);figure(6);freqz(b,1);figure(7);subplot(221);plot(x,r);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(海明窗濾波器濾波前的信號(hào)波形);subplot(222);plot(abs(X),r);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(海明窗濾波器濾波前信號(hào)的頻譜);%axis(0 1000 0 500);x4=fftfilt(b,x);%sound(x4,fs);X4=fft(x4);subplot(223);plot(x4);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(海明窗濾波器濾波后信號(hào)的波形);subplot(224);plot(abs(X4);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(海明窗濾波器濾波后信號(hào)的頻譜);%axis(0 1000 0 500);結(jié)果顯示如下： 2）凱塞窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR低通濾波器設(shè)計(jì)%凱塞窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR低通濾波器%x,fs,bits=wavread(d:/text.wav);%n=length(x);%x5=x(1:n);%dt=10.00/n;t=dt:dt:10.00;%d3=0.05*randn(1,n);%噪聲信號(hào)的函數(shù)%x5=x(:,1)+d1;%噪音信號(hào)疊加X(jué)5=fft(x);fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;Fs=8000;wc=2*pi*fc/Fs;wp=2*pi*fp/Fs;wdel=wc-wp;beta=0.112*(As-8.7);N=ceil(As-8)/2.285/wdel);wn=kaiser(N+1,beta);ws=(wp+wc)/2/pi;b=fir1(N,ws,wn);figure(8);freqz(b,1);y5=fftfilt(b,x);%sound(y5,fs);Y5=fft(x,n);figure(9)subplot(221);plot(x,r);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(原語(yǔ)音信號(hào)濾波前的信號(hào)波形);subplot(222);plot(abs(X5),r);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);%anxis(0 1000 0 1.0);title(原語(yǔ)音信號(hào)濾波前的信號(hào)頻譜);subplot(223);plot(y5);title(原語(yǔ)音信號(hào)濾波后的信號(hào)波形);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);subplot(224);plot(abs(Y5);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);%anxis(0 1000 0 1.0);title(原語(yǔ)音信號(hào)濾波后的信號(hào)頻譜);結(jié)果顯示如下： 3）FIR帶通濾波器設(shè)計(jì)%帶通濾波器設(shè)計(jì)%x fs bits=wavread(d:/text.wav);%n=length(x);%dt=10.00/n;t=dt:dt:10.00;y7=x(1:n);Y7=fft(y7);fp1=300;fp2=1000;fc1=283;fc2=1200;As=15;Ap=1;Fs=8000;wp1=2*pi*fp1/Fs;wc1=2*pi*fc1/Fs;wp2=2*pi*fp2/Fs;wc2=2*pi*fc2/Fs;wdel=wp1-wc1;beta=0.112*(As-8.7);N1=ceil(As-8)/2.285/wdel);ws=(wp1+wc1)/2/pi,(wp2+wc2)/2/pi;wn=kaiser(N1+1,beta);b=fir1(N1,ws,wn);figure(10)freqz(b,1);x7=fftfilt(b,x);X7=fft(x);figure(11)subplot(221);plot(x);title(濾波前信號(hào)波形);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);subplot(222);plot(abs(Y7);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(濾波前信號(hào)頻譜);subplot(223);plot(x7);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(濾波后信號(hào)波形);subplot(224);plot(abs(X7);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(濾波后信號(hào)頻譜);%sound(x7,fs,bits); 3.6回放語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)以上的加噪音信號(hào)濾波處理后，可在Matlab中用函數(shù)sound對(duì)聲音進(jìn)行回放，可以感覺(jué)濾波前、濾波后的語(yǔ)音有變化。代碼如下：sound(x,fs);sound(x1,fs);sound(X2,fs);sound(X3,fs);sound(k,fs,bits);sound(x4,fs);sound(y5,fs);sound(x7,fs,bits);四 心得體會(huì)從拿到任務(wù)書(shū)到現(xiàn)在，自己差不多花了一個(gè)多星期才弄完。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我了解到了自己的很多不足。之前認(rèn)為已經(jīng)掌握的書(shū)本知識(shí)，運(yùn)用起來(lái)才發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有真正弄懂，很多地方都存在漏洞，而且掌握的也只僅僅是理論知識(shí)，動(dòng)手操作時(shí)就不知道怎么去運(yùn)用了。這讓我明白了在以后的學(xué)習(xí)中，不能只顧理論知識(shí)，而忘了實(shí)踐。要將理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能做得更好。在這次課設(shè)中，前前后后遇到了不少問(wèn)題。其中還查閱了不少參考書(shū)，畢竟自己實(shí)踐能力很差，不可能會(huì)從頭到尾的程序都是自己寫(xiě)出來(lái)的。但是查閱參考書(shū)只是為了更好的弄懂怎么去運(yùn)用，并不是照參考書(shū)上的全抄。每次做課設(shè)都很頭痛，以后要更加努力啊。通過(guò)這次數(shù)字信號(hào)課程設(shè)計(jì)，讓我在多方面都有所提高，還讓我看到了自己的不足，自己對(duì)本專業(yè)的相關(guān)知識(shí)掌握的還很少，還有很多知識(shí)都沒(méi)掌握，還讓我認(rèn)識(shí)到解決問(wèn)題的方法、途徑很多，做事要開(kāi)闊自己的思維，看待問(wèn)題要從多個(gè)角度看。希望自己以后會(huì)更加努力做好。附錄：x,fs,bits=wavread(d:text.wav);%sound(x,fs);n=length(x);%求語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度 dt=10.00/n;%語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)間為11st=dt:dt:10.00;%將所加噪聲信號(hào)的點(diǎn)數(shù)調(diào)整到與原始信號(hào)相同figure(1);subplot(211);plot(t,x,b);title(原始語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);X=fft(x,n);magY=abs(X);f=0:fs/n:fs*(n-1)/n;subplot(212);plot(f,magY,b)%axis(0 200 0 100);title(原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);x,fs,bits=wavread(d:text.wav);n=length(x);dt=10.00/n;t=dt:dt:10.00;d3=0.2*randn(1,n); %噪聲信號(hào)的函數(shù)x3=x(:,1)+d3; %噪音信號(hào)疊加%sound(x3,fs);figure(2)subplot(211);plot(t,x3);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(加白噪音的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形);D1=fft(x3,n);magD1=abs(D1);f=0:fs/n:fs*(n-1)/n;subplot(212);plot(f,magD1);%axis(0 200 0 100);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(加白噪音的語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖);x,fs,bits=wavread(d:/text.wav);n=length(x);dt=10.00/n;t=dt:dt:10.00;d=0.08*sin(2*pi*5000*t);X2=x(:,1)+d;%sound(X2,fs);figure(3)subplot(211);plot(t,X2);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(加單頻正弦信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形)y2=fft(X2);magT=abs(y2);f=0:fs/n:fs*(n-1)/n;subplot(212);plot(f,magT);%axis(0 200 0 100);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(加單頻正弦語(yǔ)音信號(hào)頻譜);x,fs,bits=wavread(d:/text.wav);n=length(x);dt=10.00/n;t=dt:dt:10.00;d=0.08*sin(2*pi*5000*t);d1=0.08*sin(2*pi*20*t);X3=x(:,1)+d+d1;%sound(X2,fs);figure(4)subplot(211);plot(t,X3);xlabel(時(shí)間 s);ylabel(幅值 y(t);title(加多頻正弦信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形)y3=fft(X3);magZ=abs(y3);f=0:fs/n:fs*(n-1)/n;subplot(212);plot(f,magZ);%axis(0 200 0 100);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(加多頻正弦語(yǔ)音信號(hào)頻譜);%海明窗低通濾波器x,fs,bits=wavread(d:/text.wav);n=length(x);dt=10.00/n;t=dt:dt:10.00;d3=0.2*randn(1,n);%噪聲信號(hào)的函數(shù)x3=x(:,1)+d3;%噪音信號(hào)疊加wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;wdelta=ws-wp;M=ceil(3.32*pi/wdelta);N=2*M+1;wc=(ws+wp)/2;win=hamming(N);b=fir1(N-1,wc/pi,win);n=0:1:N;hi t=impz(b,1,n);hf w=freqz(b,1,512);figure(6)subplot(311);stem(n,hi);xlabel(n);ylabel(Magnitude);title(impluse response);subplot(312);plot(w/pi,20*log10(abs(hf);xlabel(Frequency(Hz);ylabel(Magnitude);title(Frequency response);subplot(313);plot(w/pi,180/pi*unwrap(angle(hf);xlabel(Frequency(Hz);ylabel(Phase(degrees);title(Frequency response);figure(7)X=fft(x,n);wp=0.25*pi;ws=0.3*pi;%性能指標(biāo)wdelta=ws-wp;%過(guò)度帶寬度M=ceil(3.32*pi/wdelta);%濾波器長(zhǎng)度N=2*M+1;%窗口長(zhǎng)度wc=(ws+wp)/2;% 截止頻率win=hamming(N);%衰減不小于50dB,選擇海明窗b=fir1(N-1,wc/pi,win);n1=0:1:N;hi t=impz(b,1,n1);%得到脈沖響應(yīng)hf w=freqz(b,1,512);%得到頻率響應(yīng)X3=fft(x);subplot(221);plot(x,r);xlabel(時(shí)間/t);ylabel(幅度/Hz);title(濾波器濾波后信號(hào)的波形);subplot(222);plot(abs(X3),r);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(濾波器濾波后信號(hào)的頻譜);%axis(0 1000 0 500);x4=fftfilt(b,x3); X4=fft(x4);%sound(x4,fs);subplot(223);plot(x4);xlabel(時(shí)間/t);ylabel(幅度/Hz);title(濾波器濾波后信號(hào)的波形);subplot(224);plot(abs(X4);xlabel(頻率 Hz);ylabel(幅值 magY);title(濾波器濾波后信號(hào)的頻譜);%axis(0 1000 0 500);%FIR 凱塞高通濾波器設(shè)計(jì)x,fs,bits=wavread(d:/text.wav);n=length(x);y1=x(1:n);Y1=fft(y1);fp=2800;fc=3000;As=100;Ap=1;Fs=8000;wc=2*pi*fc/Fs;wp=2*pi*fp/Fs;wdel=wc-wp;beta=0.112*(As-8.7);N=ceil(As-8)/2.285/wdel);wn=kaiser(N,beta);ws=(wp+wc)/2/pi;b=fir1(N-1,ws,hig