數(shù)字通信--期末論文

1、 數(shù)字通信期末論文（設計）題 目 語音信號的處理與分析（2）姓 名 XXX學 號 1XXXXX所在學院 XXXXXX學院年級專業(yè) 10級電子信息工程 完成時間20XX年 X 月 XX 日12 語音信號的處理與分析（2）摘要：該課程設計研究了怎樣用函數(shù)wavread對語音信號進行讀入，語音信號的頻譜分析，音樂信號的抽取及AM調制音樂信號的同步解調等內容。其中所有語音信號通過Windows下的錄音機錄制。在Matlab軟件平臺下編寫代碼繪出語音信號的時域波形和頻譜圖，在此基礎上對波形進行分析、處理從而設計濾波器，觀察濾波或處理后的信號及聲音的特性。關鍵詞：語音信號 調制解調 Matlapp平臺 S

2、peech signal processing and analysis (2)ABSTRACT: This course is designed to study how to use the function wavread the speech signal sampled speech signal spectrum analysis, the extraction of the music signal, the AM modulation of the music signal synchronous demodulation. All voice signals recorded

3、 by the recorder under Windows. Write code in MATLAB software platform drawn speech signal time-domain waveform and frequency spectrum analysis, on this basis, the waveform processing so that the filter was designed to observe the filtered or processed signal and the characteristics of the sound.KEY

4、 WORD: speech signal modulation and demodulation Matlapp platform目 錄第一章 緒論51.1 課題的背景、研究目的5第二章 課程設計要求與原理62.1 各模塊原理介紹62.1.1 函數(shù)wavread對語音信號進行采樣62.1.2 語音信號的頻譜分析62.1.3 音樂信號的抽取62.1.4 音樂信號的的AM調制72.1.5 AM調制音樂信號的同步解調7第三章 課程設計內容及分析處理7 3.1各模塊設計內容介紹73.11函數(shù)wavread對語音信號進行采樣73.12語音信號的頻譜分析73.13音樂信號的抽取73.14音樂信號的的AM調

5、制73.15AM調制音樂信號的同步解調8第四章 結語8第1章 緒論1.1 課題的背景、研究目的在許多學科進行傳統(tǒng)期末考試的環(huán)境下，采用課程設計的形式考察具有實踐性強的特點。它不但要求我們掌握基礎的理論知識，更重要的是要求我們不斷提高自身的綜合知識及實踐能力。通過一學期的數(shù)字信號處理理論及實驗課學習，漸漸發(fā)現(xiàn)我們掌握更多的是書本的死知識，更嚴重的是我們不知道學習這些知識有什么作用能用在哪。久而久之學習就等于沒有學習了。然而在期末時我們自己進行一個課程設計，將一學期的知識系統(tǒng)全面運用到課程設計中。這樣不僅提高了深入學習這門課程的積極性也大大的幫助我們鞏固所學的內容，讓我們明白如何學以致用。理論聯(lián)系

6、實踐才是學習最重要的學習方式。在本論文的研究中我們的主要目的是：1、MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序設計方法。 2、Windows環(huán)境下語音信號采集的方法。 3、數(shù)字信號處理的基本概念、基本理論和基本方法。 4、MATLAB設計數(shù)字濾波器的方法。5、用MATLAB對信號進行分析和處理。第2章 課程設計要求與原理本系統(tǒng)主要是分為五個小模塊：函數(shù)wavread對語音信號進行采樣，語音信號的頻譜分析，音樂信號的抽取，音樂信號的AM調制，AM調制音樂信號的同步解調。2.1 各模塊原理介紹2.1.1 函數(shù)wavread對語音信號進行讀入根據(jù)設計要求我們需要采集一段語音信息，采集方法Window

7、s下的程序->附件-錄音筆，點開錄制一段語音信息保存為wav格式。在Matlab軟件平臺下應用函數(shù)wavread對語音信號進行采樣。函數(shù)wavread能夠采集計算機下的wav格式的語音信號。該函數(shù)格式為： x,fs,bite=wavread('c: Windows XP 關機.wav',1000 20000); 2.1.2 語音信號的頻譜分析根據(jù)要求使用Matlab繪出采樣后的語音信號的時域波形和頻譜圖，導入源聲音信號x,fs,bits=wavread('E:1.wav');然后求其的DFT（離散傅里葉變換 ）從而得原始語音信號的時域及頻域波形圖。DFT函

8、數(shù)格式為:y1=fft(x1,N);再根據(jù)畫圖函數(shù)：plot(x1);得到語音信號的時域波形和頻譜圖。2.1.3 音樂信號的抽取根據(jù)這個模塊的要求，我們將采集一段音樂信號。同樣如模塊一將用到語音采集函數(shù)wavread，使用方法如模塊一。同時在采集到一段音樂信號后我們可以使用sound函數(shù)在Matlab平臺下按照原來的抽樣率聽音樂。其中函數(shù)sound格式為：Sound（Y,FS); 2.1.4 音樂信號的的AM調制模塊中AM調制的原理：AM是指對信號進行幅度調制。一般做法就是先在原信號上疊加一個直流信號，以保證信號f(t)+A>0然后乘上一個高頻的余弦信號，即得到g(t)=f(t)+Aco

9、swt在頻域上的效果就是將原信號的頻譜移動到w處，以適合信道傳輸?shù)淖罴杨l率范圍。g(t)的包絡線即f(t)+A,用一個簡單的包絡檢測電路就可以接收并還原信號了。這一模塊中我們將使用產生余弦信號格式為：y=cos(0.5*pi*n1); 2.1.5 AM調制音樂信號的同步解調在這一模塊中我們將用到兩種濾波器切比雪夫濾波器和濾波器，其中切比雪夫濾波器的幅頻特性具有等波紋特性。它有兩種形式：振幅特性在通帶內是等波紋的，在阻帶內是單調遞減的切比雪夫I型濾波器，振幅特性在阻帶內是等波紋的，在通帶內是單調遞減的切比雪夫II型濾波器。FIR(Finite Impulse Response)濾波器：有限長單位

10、沖激響應濾波器，是數(shù)字信號處理系統(tǒng)中最基本的元件，它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線性相頻特性，同時其單位抽樣響應是有限長。 同樣這一模塊我們將用到以上一些函數(shù)：語音信號采集wavread、語音信號播放sound等。第3章 課程設計內容及分析處理3.11函數(shù)wavread對語音信號進行采樣1.聲音采集實現(xiàn)代碼：% =采集聲音=001=close all;clear all;clc;w,fs,b=wavread('C:Documents and SettingsLenovo桌面DSP課程設計LYP.wav');w1=w(:,1);f=fft(w1);l=length(f)

11、;ww=2/l*(0:l-1);subplot(121);plot(w1);title('聲音信號波形');xlabel('t');ylabel('信號幅度 w1');%subplot(a,b,c)中a代表所畫圖形的行數(shù) b代表所畫圖形的列數(shù) c代表所畫圖形的序號subplot(122);plot(ww,abs(f);title('聲音信號頻譜');xlabel('t');ylabel('信號幅度|f|');sound(w1,fs); %不改變抽樣率的情況下聽取原音樂信號;1. 圖形顯示： 3.12

12、語音信號的頻譜分析1.代碼分析：% =減抽樣=002=% =不發(fā)生混疊抽樣=j=0;d=2;for i=1:d:length(w1); j=j+1; dwav(j)=w(i);end;figure;f1=fft(dwav);subplot(121);plot(dwav);title('信號波形（1/2）');xlabel('t');ylabel('信號幅度dwav');subplot(122);plot(ww,abs(f);title('聲音信號頻譜（1/2）');xlabel('t');ylabel('信

13、號幅 度|f|');sound(dwav,fs/d);%sound(w1,2*fs); %增大抽樣率的情況下聽取原音樂信號;%sound(w1,fs/2); %降低抽樣率的情況下聽取原音樂信號;3.13音樂信號的抽取1.代碼分析：%=發(fā)生混疊抽樣=003=j=0;d=8;for i=1:d:length(w1); j=j+1; dwav(j)=w(i);end;figure;f1=fft(dwav);subplot(121);plot(dwav);title('信號波形（1/2）');xlabel('t');ylabel('信號幅度dwav

14、9;);subplot(122);plot(ww,abs(f);title('聲音信號頻譜（1/2）');xlabel('t');ylabel('信號幅度|f|');sound(dwav,fs/d);3.14音樂信號的的AM調制1.代碼分析： %=對聲音信號進行調制=004=%高頻調制figure;n1=0:l-1;w2=w1.*cos(0.9*pi*n1)'f2=fft(w2);sound(w2,fs);subplot(121);plot(w2);title('調制后信號波形');xlabel('t');

15、ylabel('信號幅度w2');subplot(122);plot(ww,abs(f2);title('調制后信號頻譜');xlabel('w');ylabel('信號幅度|f2|');%低頻調制figure;n1=0:l-1;w22=w1.*cos(pi/8*n1)'f22=fft(w22);sound(w22,fs);subplot(121);plot(w22);title('調制后信號波形');xlabel('t');ylabel('信號幅度w22');subplot

16、(122);plot(ww,abs(f22);title('調制后信號頻譜');xlabel('w');ylabel('信號幅度|f22|');3.15AM調制音樂信號的同步解調1.代碼分析：%基于MATLAB的FIR低通濾波器程序%要求用切比雪夫一致逼近法設計 %w22*cos(pi/8*n1)=1/2(w1+cos(2pi/8*n1); %AM解調Wp=0.05*pi; %通帶的截止頻率w=4000/44.1/2/1000*piWs=0.1*pi;Rp=3;Rs=15;Y1=w22.*cos(pi/8*n1)'N, Wn =cheb1

17、ord(Wp, Ws, Rp, Rs);B,A = CHEBY1(N,0.5,Wn);Y=filter(B,A,Y1);Y22=fft(Y);sound(Y,fs);figure;subplot(211);plot(Y);title('切比雪夫濾波后信號波形');xlabel('t');ylabel('信號幅度Y');subplot(212);plot(ww,abs(Y22);title('切比雪夫濾波后信號頻譜');xlabel('w');ylabel('信號幅度|Y22|'); 第四章 結語在完

18、成課程設計的過程中，開始感覺阻力很大，因為平時的理論學習時疏于對細節(jié)的把握，所以拿到課題很茫然。但漸漸的我從最基礎的知識點開始系統(tǒng)的從零學習，課程設計所用到的函數(shù)多次試驗等弄明白了才開始編寫代碼，確保應用恰當，及代碼編寫規(guī)范。在遇到困難時讓我明白了要懂得向同學詢問，懂得知識的交流，懂得查閱網(wǎng)上的資料?？傊?，我認為這次課程設計我學到了很多東西，相比較于做試卷而言這樣更適合我們的學習。參考文獻1 Matlab語音信號處理，2 基于Matlab語音信號處理1，3 實現(xiàn)AM調制音樂信號的同步解調，4 精通MATLAB6.5版，北京航空航天大學出版社，20085 音樂信號的AM調制，6陳懷琛，數(shù)字信號處理教程釋義與實現(xiàn)，北京，電子工業(yè)出版社 7王洪元,MATLAB語言及其在電子信息工程中的應用，北京，清華大學出版社 8張德豐，MATLAB通信工程仿真，北京，機械工業(yè)出版社致 謝在Online Judge后臺的開發(fā)過程中遇到了很多困難。在此特別感謝老師的指導。從選定課題到完成項目和論文，鄭老師一直關心項目設計和論文寫作進度，細心地指出設計的不合理之處和待改善之處，提