語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字濾波處理課設(shè)

1、 語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字濾波處理(九) 1 緒論1.1 課題背景數(shù)字濾波是數(shù)字信號(hào)處理的重要內(nèi)容，數(shù)字濾波器可分為IIR和FIR兩大類。對(duì)于IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，需要借助模擬原型濾波器，再將模擬濾波器轉(zhuǎn)化為數(shù)字濾波器，文中采用的設(shè)計(jì)方法是脈沖響應(yīng)不變法、雙向性變換法和完全函數(shù)設(shè)計(jì)法；對(duì)于FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，可以根據(jù)所給定的頻率特性直接設(shè)計(jì)，文中采用的設(shè)計(jì)方法是窗函數(shù)法。根據(jù)IIR濾波器和FIR濾波器的特點(diǎn)，在MATLAB壞境下分別用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR和用窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器，并對(duì)采集的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行分析，最后給出了IIR和FIR對(duì)語(yǔ)音濾波的效果。1.2 課題要求1. 掌握數(shù)字信號(hào)處理的基

2、本概念，基本理論和基本方法。2. 熟悉離散信號(hào)和系統(tǒng)的時(shí)域特性。3. 掌握序列快速傅里葉變換方法。4. 學(xué)會(huì)MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序設(shè)計(jì)方法。5. 掌握利用MATLAB對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。6. 掌握濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 2 課程設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)與原理 2.1 卷積運(yùn)算的演示 2.1.1 線性卷積 序列x1(n)=2 0 1 2 5 7 0 5 0 2 0 3，序列x2(n)=2 0 0 1 0 1 1 0。動(dòng)態(tài)演示兩個(gè)序列進(jìn)行線性卷積x1(n)x2(n)的翻轉(zhuǎn)、移位、乘積、求和的過(guò)程。其中翻轉(zhuǎn)采用fliplr，程序如下：n=-7:18;M=17;yn=zeros(1,19);fig

3、ure(1) stem(yn);xlabel(n)ylabel(y(n)xn1=2 0 1 2 5 7 0 5 0 2 0 3;xm1=zeros(1,7) xn1 zeros(1,7);%為26個(gè)數(shù)字的矩陣figure(2)stem(n,xm1)xlabel(m)ylabel(x1(m)xn2=2 0 0 1 0 1 1 0; xm2=fliplr(xn2) zeros(1,18); %移位，補(bǔ)零為26個(gè)數(shù)字的矩陣figure(3)stem(n,xm2)xlabel(m)ylabel(x2(N-m)title(n=0)yn(1)=sum(xm1.*xm2);%對(duì)xm1與xm2進(jìn)行對(duì)應(yīng)原素乘方

4、之后進(jìn)行數(shù)組轉(zhuǎn)置，求和;即為求卷積figure(4)stem(yn)xlabel(n)ylabel(y(n)title(n=N)for N=1:17 xm3=zeros(1,N) fliplr(xn2) zeros(1,M); figure();stem(n,xm3)xlabel(m)ylabel(x2(N-m)title(n=N)M=M-1;yn(N+1)=sum(xm1.*xm3);figure()stem(yn)xlabel(n)ylabel(y(n)title(n=N)end xm3=zeros(1,18) fliplr(xn2)figure()stem(xm3)xlabel(m)yl

5、abel(x2(N-m)title(n=N);yn(19)=sum(xm1.*xm3);figure()stem(yn)xlabel(n)ylabel(y(n) 2.1.2循環(huán)卷積 序列x1(n)=2 0 1 2 5 7 0 5 0 2 0 3，序列x2(n)=2 0 0 1 0 1 1 0，N=12。動(dòng)態(tài)演示兩個(gè)序列進(jìn)行圓周卷積x1(n)x2(n)的翻轉(zhuǎn)、移位、乘積、求和的過(guò)程。程序如下：n=0:11;yn=zeros(1,12);figure(1)stem(yn)xlabel(n)ylabel(y(n) %圖1,12個(gè)0 xn1=2 0 1 2 5 7 0 5 0 2 0 3; figur

6、e(2)stem(n,xn1)xlabel(m)ylabel(x1(m) xn2=2 0 0 1 0 1 1 0; xm2=xn2 zeros(1,length(xn1)-length(xn2);figure(3)stem(n,xm2)xlabel(m)ylabel(x2(m)title(n=0); yn(1)=sum(xn1.*xm2);figure(4)stem(yn)xlabel(n)ylabel(y(n)title(n=N) for N=1:11xm1=fliplr(xn1(1:N) fliplr(xn1(N+1:12); figure()stem(n,xm1)xlabel(m)yla

7、bel(x1(N-m)title(n=N)yn(N)=sum(xm1.*xm2);figure()stem(n,yn)xlabel(n)ylabel(y(n)title(n=N)end figure()xm1=fliplr(xn1);stem(n,xm1)xlabel(m)ylabel(x1(N-m)title(n=N) yn(12)=sum(xm1.*xm2);figure()stem(n,yn)xlabel(n)ylabel(y(n)title(n=N) 2.1.3聲音文件線性卷積 序列x1(n)=2 0 0 1 0 1 1 0,讀取一段聲音數(shù)據(jù)，當(dāng)循環(huán)卷積長(zhǎng)度大于或等于兩序列長(zhǎng)度之和時(shí)，

8、循環(huán)卷積等于線性卷積。因?yàn)橹苯佑肍FT進(jìn)行1024點(diǎn)卷積大于兩序列長(zhǎng)度，所以可用線性卷積替代圓周卷積，其程序如下：n=0:686;M=2053;yn=zeros(1,687);xn1,fs,nbits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav);xn1=xn1(:);xn1=xn1;xn1=xn1(10000:12047);%xn1=xn1;xm1=zeros(1,7) xn1 zeros(1,7);xn2=2 0 0 1 0 1 1 0;xm2=fliplr(xn2) zeros(1,2054);yn(1)=sum(xm1.*xm2);for N=1:6

9、85xm3=zeros(1,N) fliplr(xn2) zeros(1,M);M=M-1;yn(N+1)=sum(xm1.*xm3)endxm3=zeros(1,2054) fliplr(xn2);yn(687)=sum(xm1.*xm3);figure(1)stem(yn)xlabel(m)ylabel(y(n)title(n=N)線性卷積結(jié)果如圖所示 圖1 由循環(huán)卷積定理可知：對(duì)于時(shí)域序列循環(huán)卷積，可先進(jìn)行FFT變換，然后頻率相乘，最后對(duì)結(jié)果進(jìn)行IFFT變換，即可得到時(shí)域循環(huán)卷積結(jié)果。其程序如下：y,fs,nbits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉

10、.wav);y=y(10000:12047);Y=fft(y,1024);xn2=1 2.43 6.17 12.93 22.17 32.25 40.88 45.87 45.87 40.88 32.25 22.17 12.93 6.17 2.43 1;X=fft(xn2,1024);X1=rot90(X,3);Z=(X1.*Y);z=ifft(Z,1024)*8figure(2)stem(z)axis(0,700,-1,0.6);結(jié)果如圖所示： 圖2 2.1.4采樣定理的演示 序列長(zhǎng)度為28，先計(jì)算x(n)的512點(diǎn)FFT，得到其頻譜函數(shù)X512(k)，再對(duì)X512(k)隔點(diǎn)抽取，得到X32(k

11、)和X16(k)。再分別對(duì)其進(jìn)行IFFT變換。觀察其時(shí)域圖。其程序如下：fs=27;n=3;t=0:1/fs:1;xa=n*exp(-n*sqrt(2)*pi)*sin(sqrt(2)*n*t);subplot(3,2,1)stem(xa)title(a) 原28點(diǎn)時(shí)域信號(hào)xa)Xk=fft(xa,512);subplot(3,2,2)stem(Xk)title(b) 512點(diǎn)FFTx(t)X32k=Xk(1:16:512);subplot(3,2,4)stem(X32k)title(d) 頻率采樣頻率為32時(shí)的頻譜圖)x32a=ifft(X32k);subplot(3,2,3)stem(x3

12、2a);title(c) 32點(diǎn)IFFTX32(k)得到的x32a(t)X16k=X32k(1:2:32);subplot(3,2,6)stem(X16k)title(f) 頻率采樣頻率為16時(shí)的頻譜圖)x16a=ifft(X16k);subplot(3,2,5)stem(x16a);title(e) 16點(diǎn)IFFTX16(k)得到的x16a(t)結(jié)果如圖所示： 圖3由圖可知：當(dāng)進(jìn)行32點(diǎn)IFFT時(shí)，無(wú)時(shí)域混疊失真；當(dāng)進(jìn)行16點(diǎn)IFFT時(shí)，有時(shí)域混疊失真。2.2 課程設(shè)計(jì)原理2.2.1 IIR設(shè)計(jì)原理(1) 切比雪夫?yàn)V波器原理切比雪夫?yàn)V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

13、內(nèi)是等波紋的，在阻帶內(nèi)是單調(diào)下降的切比雪夫I型；振幅特性在阻帶內(nèi)是等波紋的，在通帶內(nèi)是單調(diào)下降的切比雪夫II型。(2) 雙線性變換法4工作原理 雙線性變換中數(shù)字域頻率和模擬頻率之間的非線性關(guān)系限制了它的應(yīng)用范圍，只有當(dāng)非線性失真是允許的或能被忽略時(shí)，才能采用雙線性變換法，通常低通、高通、帶通和帶阻等濾波器等具有分段恒定的頻率特性，可以采用預(yù)畸變的方法來(lái)補(bǔ)償頻率畸變，因此可以采用雙線性變換設(shè)計(jì)方法。(3) 脈沖響應(yīng)不變法4工作原理 沖激響應(yīng)不變法遵循的準(zhǔn)則是使數(shù)字濾波器的單位取樣響應(yīng)與參照的模擬濾波器的脈沖響應(yīng)的取樣值完全一樣，即h(n)=ha(nT),其中T為取樣周期。實(shí)際是由模擬濾波器轉(zhuǎn)換成

14、為數(shù)字濾波器，就是要建立模擬系統(tǒng)函數(shù)Ha（S）與數(shù)字系統(tǒng)函數(shù)H（z）之間的關(guān)系。脈沖響應(yīng)不變法是從S平面映射到z平面，這種映射不是簡(jiǎn)單的代數(shù)映射，而是S平面的每一條寬為2/T的橫帶重復(fù)地映射到整個(gè)z平面。 2.2.2 FIR設(shè)計(jì)原理由于IIR數(shù)字濾波器能夠保留一些模擬濾波器的優(yōu)良特性，因此應(yīng)用很廣。但是這些特性是以犧牲線性相位頻率特性為代價(jià)的，即用Butterworth、切比雪夫和橢圓法設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器逼近理想的濾波器的幅度頻率特性，得到的濾波器往往是非線性的。在許多電子系統(tǒng)中，對(duì)幅度頻率特性和線性相位特性都有較高的要求，所以IIR濾波器在這些系統(tǒng)中往往難以勝任。 設(shè)計(jì)程序的調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果3.

15、1聲音信號(hào)的提取與加噪試和運(yùn)行結(jié)果3.1.1提取聲音信號(hào)x1=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav,10);x1=x1;x1=x1(1,:);x2=1 2.43 6.17 12.93 22.17 32.25 40.88 45.87 45.87 40.88 32.25 22.17 12.93 6.17 2.43 1;subplot(7,1,1);stem(x1);ylabel(x1(n);title(x1(n);subplot(7,1,2);stem(x2);ylabel(x2(n);title(x2(n);y=conv(x1,x2); subplot(

16、7,1,3);stem(y);ylabel(y);title(x1(n)與x2(n)的卷積);N1=length(x1);N2=length(x2);N=N1+N2-1;X1=fft(x1,N);X2=fft(x2,N);subplot(7,1,4);stem(X1);ylabel(X1);title(x1(n)的N點(diǎn)DFT);subplot(7,1,5);stem(X2);ylabel(X2);title(x2(n)的N點(diǎn)DFT);Y1=X1.*X2;subplot(7,1,6);stem(Y1);ylabel(Y1);title(X1與X2相乘的結(jié)果);Y2=ifft(Y1);subplo

17、t(7,1,7);stem(Y2);ylabel(Y2);title(Y1的IDFT結(jié)果);運(yùn)行結(jié)果如圖： 圖4 原始信號(hào)波形. 對(duì)聲音信號(hào)加噪MATLAB程序如下：y,fs,bits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav);%x：語(yǔ)音數(shù)據(jù)；fs：采樣頻率；bits：采樣點(diǎn)數(shù) sound(y,fs,bits); %話音回放 n=length (y); %求出語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度 Y=fft(y,n); %傅里葉變換subplot(2,1,1); plot(y); title(原始信號(hào)波形); subplot(2,1,2); plot(abs(Y); titl

18、e(原始信號(hào)頻譜); L=length(y);noise=0.5*randn(L,2);y_z=y+noise;sound(y_z,fs,bits);m=length (y_z); %求出被污染語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度 Y_Z=fft(y_z,n); %傅里葉變換subplot(3,1,1); plot(y_z); title(被污染信號(hào)波形); subplot(3,1,2); plot(abs(Y_Z); title(被污染的語(yǔ)音信號(hào)頻譜);運(yùn)行結(jié)果如圖： 圖5 被污染的信號(hào)3.2 切比雪夫低通濾波器程序的調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果 如圖所示為原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。在MATLAB中通過(guò)wavresd(fil

19、ename)讀取語(yǔ)音信號(hào)數(shù)據(jù)。其程序如下： y,fs,nbits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav) 圖6 原始信號(hào) 如圖所示為加入噪聲后信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其主要程序如下：x1=x+zs 圖7 加入噪聲后信號(hào) 如圖所示為低通濾波器的幅頻圖。設(shè)計(jì)指標(biāo)：wpz=1000Hz; wsz=1200Hz; rp=1; rs=100;其設(shè)計(jì)程序如下：圖8 切比雪夫低通濾波器如圖所示為濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其濾波程序如下：yd=filter(az,bz,x1); 圖9 濾波后信號(hào)3.3切比雪夫高通濾波器程序的調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果如圖所示為原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域

20、圖和頻譜圖。在MATLAB中通過(guò)wavplay()讀取語(yǔ)音信號(hào)數(shù)據(jù)。其程序如下：x,fs,nbits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav) 圖10 原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖如圖所示為被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其加噪信號(hào)程序如下：x1=x+zs1; 圖11 被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖如圖所示為高通濾波器的幅頻圖。設(shè)計(jì)指標(biāo)：wpz=500Hz; wsz=700Hz; rp=1; rs=100;其設(shè)計(jì)程序如下：wpz=2*700/fs;wsz=2*500/fs;wp=2*fs*tan(wpz*pi/2);ws=2*fs*tan(wsz*pi/2

21、);rp=1;rs=100;N,wc=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,s);b,a=cheby2(N,rs,wc,high,s);bz,az=bilinear(b,a,fs);Hk=freqz(bz,az,16384,fs); 圖12 高通濾波器的幅頻圖 如圖所示為濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其濾波程序如下：yd=filter(az,bz,x1); 圖13 濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖 3.4 切比雪夫帶通程序的調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果如圖所示為原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。在MATLAB中通過(guò)wavplay(filename)讀取語(yǔ)音信號(hào)數(shù)據(jù)。其程序如下：x,Fs,bits=wavrea

22、d(C:UsersacerDesktop64ca9e36e190eb780c00b59c4459a6d5.wav); 圖14 原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖如圖所示為被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其加噪信號(hào)程序如下：x1=x+zs1; 圖15 被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖 如圖所示為帶通濾波器的幅頻圖。設(shè)計(jì)指標(biāo)：fp1=1200 Hz，fp2=3000 Hz，fc1=1000 Hz，fc2=3200 Hz，As=100dB，Ap=1dB;其設(shè)計(jì)程序如下：wpz=2*1200/fs,2*3000/fs;wsz=2*1000/fs,2*3200/fs;wp=2*fs*tan(wpz*pi/2);w

23、s=2*fs*tan(wsz*pi/2);rp=1;rs=100;N,wc=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,s);b,a=cheby2(N,rs,wc,s);bz,az=bilinear(b,a,fs);Hk=freqz(bz,az,16384,fs); 圖16 帶通濾波器的幅頻圖如圖所示為濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其濾波程序如下：yd=filter(az,bz,x1); 圖17 濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖. hamming低通程序的調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果如圖所示為原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。在MATLAB中通過(guò)wavplay(filename)讀取語(yǔ)音信號(hào)數(shù)據(jù)。其程序如下：y,f

24、s,nbits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav); 圖18 原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖如圖所示為被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其加噪信號(hào)程序如下：z=x+y; 圖19 被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖如圖所示為低通濾波器的幅頻圖和相頻圖。設(shè)計(jì)指標(biāo)：wpz=1000Hz; wsz=1200Hz; rs=100;其設(shè)計(jì)程序如下：wpz=2*1000*pi/fs;wsz=2*1200*pi/fs;rs=100;Bt=wsz-wpz;N0=ceil(6.6*pi/Bt);N=N0+mod(N0+1,2);wc=(wpz+wpz)/2/pi;hn=fir1

25、(N-1,wc,hamming(N);figure(3)freqz(hn,1,32678); 圖20 低通濾波器的幅頻圖和相頻圖如圖所示為濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其濾波程序如下：hn=filter(hn,1,z); 圖21 濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖. hamming高通程序的調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果如圖所示為原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。在MATLAB中通過(guò)wavplay(filename)讀取語(yǔ)音信號(hào)數(shù)據(jù)。其程序如下：y,fs,nbits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav); 圖22 原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖如圖所示為被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和

26、頻譜圖。其加噪信號(hào)程序如下：z=x+y; 圖23 被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖如圖所示為高通濾波器的幅頻圖和相頻圖。設(shè)計(jì)指標(biāo)：wpzl=2800Hz; wszl=3200Hz; rs=100;其設(shè)計(jì)程序如下：wpz=2*3000*pi/fs;wsz=2*2800*pi/fs;rs=150;Bt=wpz-wsz;N0=ceil(6.6*pi/Bt);N=N0+mod(N0+1,2);wc=(wpz+wpz)/2/pi;hn=fir1(N-1,wc,high,hamming(N); 圖24 高通濾波器的幅頻圖和相頻圖如圖所示為濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其濾波程序如下：hn=filter(H

27、n,1,z); 圖25 濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖. hamming帶通程序的調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果如圖所示為原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。在MATLAB中通過(guò)wavplay(filename)讀取語(yǔ)音信號(hào)數(shù)據(jù)。其程序如下：y,fs,nbits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav); 圖26 原語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖如圖所示為被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其加噪信號(hào)程序如下：t=0:0.000045:0.90855;x1=0.1*sin(2*pi*10*t)+0.2*sin(2*pi*20*t)+0.07*sin(2*pi*6000*t);x=rot9

28、0(x1,2),rot90(x1,2);x=x(1:32768);z=x+y; 圖27 被污染語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖如圖所示為帶通濾波器的幅頻圖和相頻圖。設(shè)計(jì)指標(biāo)：wpz=4500Hz; wsz=4700Hz; wpzl=700Hz; wszl=500Hz; rp=20; rs=50;其設(shè)計(jì)程序如下：wpzl=1200*pi/fs;wpzu=3000*pi/fs;wszl=1000*pi/fs;wszu=3200*pi/fs;rs=100;Bt=wpzl-wszl;N0=ceil(6.6*pi/Bt);N=N0+mod(N0+1,2);wc=(wpzl+wszl)/2/pi,(wpzu+ws

29、zu)/2/pi;Hn=fir1(N-1,wc,hamming(N); 圖28 帶通濾波器的幅頻圖和相頻圖如圖所示為濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖。其濾波程序如下：hn=filter(hn,1,z); 圖29 濾波后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖 總結(jié)及心得體會(huì)近一周的課程設(shè)計(jì)終于接近尾聲，在這一周里，我感覺(jué)到了自己很多的不足，同時(shí)也有著諸多的辛酸與收獲。首先，這次的課程設(shè)計(jì)與以往的課程設(shè)計(jì)有著很大的不同之處，在時(shí)間上相對(duì)于以往兩周的課設(shè)，這次的時(shí)間僅僅為一個(gè)星期，或者說(shuō)4天，這個(gè)對(duì)我們來(lái)說(shuō)時(shí)間上還是比較緊的，需要合理的安排分配時(shí)間才能夠及時(shí)的完成；在分組上，此次的設(shè)計(jì)采用一人一組的形式，和以往一組

30、23人的形式相比，這次的實(shí)習(xí)就缺乏了組員之間的分工與討論，對(duì)個(gè)人獨(dú)立解決問(wèn)題的能力還是要求相對(duì)比較高的?？偟膩?lái)說(shuō)，這次的實(shí)習(xí)對(duì)我來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)吧，需要我迎難而上認(rèn)真獨(dú)立完成。在課設(shè)的過(guò)程中讓我感受很深的還是自己能力的不足，讓自己覺(jué)得挺失望的。這次的實(shí)習(xí)主要是以數(shù)字信號(hào)處理的知識(shí)為理論基礎(chǔ)，以MATLAB編程為工具完成對(duì)信號(hào)的處理。可是自我反省，覺(jué)得首先在數(shù)字信號(hào)的理論基礎(chǔ)這一點(diǎn)上，那些理論知識(shí)基本上是學(xué)過(guò)之后便忘記了，不會(huì)付諸于應(yīng)用，然后再課設(shè)的過(guò)程中需要自己去花費(fèi)大量的時(shí)間學(xué)習(xí)，所以就會(huì)想要啥自己的理論知識(shí)足夠扎實(shí)就好了。其次對(duì)于MATLAB的應(yīng)用，覺(jué)得以前對(duì)于MATLAB的學(xué)習(xí)還是不夠深入

31、，基本上是依樣畫葫蘆的設(shè)計(jì)一些較為基礎(chǔ)簡(jiǎn)單的程序，不能靈活的運(yùn)用于自我獨(dú)立編程?？墒乾F(xiàn)在的課設(shè)和以往的平時(shí)的學(xué)習(xí)就不一樣了，需要自己靈活的運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行編程，不得不說(shuō)讓我覺(jué)得很燒腦，有時(shí)候一個(gè)程序調(diào)試了大半天都沒(méi)有得到想要的結(jié)果，那種感覺(jué)確實(shí)很不好。雖說(shuō)課設(shè)燒腦那是肯定的，但是收獲也不少。我覺(jué)得課設(shè)的目的之一就是以課程設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)踐完善平時(shí)理論知識(shí)的不足，同時(shí)鍛煉動(dòng)手操作能力，可以說(shuō)課程設(shè)計(jì)和理論學(xué)習(xí)是一個(gè)相輔相成的過(guò)程。我也確實(shí)對(duì)MATLAB這樣一個(gè)強(qiáng)大的工具有了更深刻的理解，比如其對(duì)聲音信號(hào)的提取，加入噪聲的過(guò)程以及濾除噪聲的過(guò)程。若聯(lián)系實(shí)際生活我想這與我們生活中的聲音、圖像等方面信息的處

32、理也是有著很大的關(guān)聯(lián)的，不得不說(shuō)其實(shí)在大學(xué)里若認(rèn)真去學(xué)，還是可以學(xué)到很多精彩的東西。我很清楚的知道自己是本科畢業(yè)以后將要就要面臨找工作的人，通過(guò)這樣一次課程設(shè)計(jì)來(lái)補(bǔ)充自己理論知識(shí)的不足，提高自己的動(dòng)手操作能力，為自己以后的就業(yè)夯實(shí)基礎(chǔ)，我覺(jué)得這是一個(gè)很有效的途徑。雖然自己現(xiàn)在的能力與以后就業(yè)所需要的能力相比還存在著較大的差距，但是我也不可以因此而自暴自棄，不能讓自己的能力不足成為我停滯不前的借口。學(xué)習(xí)是一個(gè)終身的的過(guò)程，雖然這次的課設(shè)已經(jīng)結(jié)束，我想其在我以后學(xué)習(xí)生活道路上的影響必定是深遠(yuǎn)的。參考文獻(xiàn)1 劉衛(wèi)國(guó)MATLAB程序設(shè)計(jì)應(yīng)用M北京：高等教育出版社，20082 趙紅怡數(shù)字信號(hào)處理及MAT

33、LAB實(shí)現(xiàn)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20023 高西全，丁玉美數(shù)字信號(hào)處理（第三版）M陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，20104 何強(qiáng)，何英MATLAB擴(kuò)展編程M北京：清華大學(xué)出版社，2002 附錄A 切比雪夫?yàn)V波器完整程序I切比雪夫低通濾波器x,Fs,bits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav);x=x(:,1);figure(1);subplot(2,1,1);plot(x);sound(x,Fs,bits);title(語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形圖);y=fft(x,3260);f=(Fs/1630)*1:1630;subplot(2,1,2);plot(

34、f(1:1630),abs(y(1:1630);title(語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖);t=0:length(x)-1;zs=0.05*cos(2*pi*10000*t/22050);zs0=0.05*cos(2*pi*10000*t/22050000);figure(2);subplot(2,1,1)plot(zs0)title(噪聲信號(hào)波形);zs1=fft(zs,1200);sound(zs,Fs,bits); %回放噪音 subplot(2,1,2)plot(f(1:600),abs(zs1(1:600);title(噪聲信號(hào)頻譜);%加噪聲之后的語(yǔ)音x1=x+zs; %sound(x1,Fs,

35、bits); 回放加入噪聲后的語(yǔ)音y1=fft(x1,1200);figure(3);subplot(3,1,1);plot(x1);title(加入噪聲后的信號(hào)波形);subplot(3,1,2);plot(f(1:600),abs(y1(1:600);title(加入噪聲后的信號(hào)頻譜)%低通濾波器wpz=2*4500/fs;wsz=2*4700/fs;wp=2*fs*tan(wpz*pi/2);ws=2*fs*tan(wsz*pi/2);rp=2;rs=35;N,wc=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,s);b,a=cheby2(N,rs,wc,s);bz,az=bilinear(

36、b,a,fs);H,W=freqz(bz,az);figure(4); plot(w,abs(h);title(切比雪夫低通濾波器);xlabel(頻率（HZ）);ylabel(耗損（dB）);grid on;yd=filter(az,bz,x1);figure(5);subplot(2,1,1);plot(yd);title(濾波后的時(shí)域波形圖);ydd=fft(yd,800);subplot(2,1,2);plot(f(1:600),abs(ydd(1:600);title(濾波后的頻域波形圖);sound(yd,Fs,bits);II切比雪夫高通濾波器x,Fs,bits=wavread(

37、C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav);x=x(:,1);figure(1);subplot(2,1,1);plot(x);sound(x,Fs,bits);title(語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形圖);y=fft(x,3260);f=(Fs/1630)*1:1630;subplot(2,1,2);plot(f(1:1630),abs(y(1:1630);title(語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖);%被污染的語(yǔ)音L=length(x);zs0=0.5*randn(L,2);figure(2);subplot(2,1,1)plot(zs0)title(噪聲信號(hào)波形);zs1=fft(zs,120

38、0);sound(zs,Fs,bits); %回放噪音 subplot(2,1,2)plot(f(1:600),abs(zs1(1:600);title(噪聲信號(hào)頻譜);%加噪聲之后的語(yǔ)音x1=x+zs;%sound(x1,Fs,bits); %回放加入噪聲后的語(yǔ)音y1=fft(x1,1200);figure(3);subplot(3,1,1);plot(x1);title(加入噪聲后的信號(hào)波形);subplot(2,1,2);plot(f(1:600),abs(y1(1:600);title(加入噪聲后的信號(hào)頻譜);%高通fp=3000;fs=2800;Fs=22050;rp=1;rs=10

39、0;wp=2*pi*fp/Fs;ws=2*pi*fs/Fs;Fs=Fs/Fs;wap=2*tan(wp/2);was=2*tan(ws/2);N,wc=cheb1ord(wp,ws,rp,rs,s);B,A=cheby1(N,rp,wc,high,s);Bz,Az=bilinear(B,A,Fs);figure(4);h,w=freqz(Bz,Az,512,Fs*22050);plot(w,abs(h);title(切比雪夫高通濾波器);xlabel(頻率（HZ）);ylabel(耗損（dB）);grid on;yd=filter(Bz,Az,x1);figure(5);subplot(3,1

40、,2);plot(yd);title(濾波后的時(shí)域波形圖);ydd=fft(yd,800);subplot(3,1,3);plot(f(1:600),abs(ydd(1:600);title(濾波后的頻域波形圖);切比雪夫帶通濾波器x,Fs,bits=wavread(C:UsersacerDesktop64ca9e36e190eb780c00b59c4459a6d5.wav);x=x(:,1);figure(1);subplot(2,1,1);plot(x);sound(x,Fs,bits);title(語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形圖);y=fft(x,3260);f=(Fs/1630)*1:1630;s

41、ubplot(2,1,2);plot(f(1:1630),abs(y(1:1630);title(語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖);%被污染的語(yǔ)音t=0:length(x)-1;zs=0.05*cos(2*pi*10000*t/22050);zs0=0.05*cos(2*pi*10000*t/22050000);figure(2);subplot(2,1,1)plot(zs0)title(噪聲信號(hào)波形);zs1=fft(zs,1200);sound(zs,Fs,bits); %回放噪音 subplot(2,1,2)plot(f(1:600),abs(zs1(1:600);title(噪聲信號(hào)頻譜);%加噪聲之

42、后的語(yǔ)音x1=x+zs;%sound(x1,Fs,bits); %回放加入噪聲后的語(yǔ)音y1=fft(x1,1200);figure(3);subplot(2,1,1);plot(x1);title(加入噪聲后的信號(hào)波形);subplot(2,1,2);plot(f(1:600),abs(y1(1:600);title(加入噪聲后的信號(hào)頻譜);fs1=500;fp1=800;fpu=1500;fsu=2000;Fs=22050rp=1;rs=100;wp=2*pi*fp1,fpu/Fs;ws=2*pi*fs1,fsu/Fs;Fs=Fs/Fs;wap=2*tan(wp/2);was=2*tan(w

43、s/2);N,wc=cheb1ord(wp,ws,rp,rs,s);B,A=cheby1(N,rp,wc,s);Bz,Az=bilinear(B,A,Fs);h,w=freqz(Bz,Az,512,Fs*22050);figure(4);plot(w,abs(h);title(切比雪夫帶通濾波器);xlabel(頻率（HZ）);ylabel(耗損（dB）);grid on;yd=filter(Bz,Az,x1);figure(5);subplot(2,1,1);plot(yd);title(濾波后的時(shí)域波形圖);ydd=fft(yd,800);subplot(2,1,2);plot(f(1:6

44、00),abs(ydd(1:600);title(濾波后的頻域波形圖);sound(yd,Fs,bits);附錄加窗濾波器完整程序I hamming窗低通濾波器完整程序fs=22050;y,fs,nbits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav);y=y(1:32768)+0.5;figure(1)subplot(2,1,1);plot(abs(y);xlabel(n);ylabel(y);title(原語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形)y=y-0.5;Y=fft(y,32768);f=22050*(0:16384)/32768;subplot(2,1,2);plot

45、(f,abs(Y(1:16385);xlabel(f);ylabel(Y);title(原語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖)t=0:0.000045:0.90855;x1=0.06*sin(2*pi*5500*t)+0.07*sin(2*pi*6000*t);x=rot90(x1,2),rot90(x1,2);x=x(1:32768);z=x+y;figure(2)subplot(2,1,1);plot(z);xlabel(n);ylabel(z);title(被污染語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形)Z=fft(z,32768);f=22050*(0:16384)/32768;subplot(2,1,2);plot(f,abs

46、(Z(1:16385);xlabel(f);ylabel(Z);title(被污染語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖)wpz=2*1000*pi/fs;wsz=2*1200*pi/fs;rs=100;Bt=wsz-wpz;N0=ceil(6.6*pi/Bt);N=N0+mod(N0+1,2);wc=(wpz+wpz)/2/pi;hn=fir1(N-1,wc,hamming(N);figure(3)freqz(hn,1,32678);figure(4)hn=filter(hn,1,z);H=fft(hn,32768);f=22050*(0:16382)/32768;sound(H,fs,nbits);subplot

47、(2,1,2);plot(f,abs(H(1:16383);xlabel(f);ylabel(H);title(濾波后語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖)subplot(2,1,1);hn=hn+0.5;plot(abs(hn);xlabel(n);ylabel(hn);title(濾波后語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形)hamming高通濾波器完整程序fs=22050;y,fs,nbits=wavread(C:UsersacerDesktop鄧紫棋-你把我灌醉.wav);y=y(1:32768);figure(1)subplot(2,1,1);plot(y);xlabel(n);ylabel(y);title(原語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形)Y=fft(y,32768);f=22050*(0:16384)/32768;subplot(2,1,2);plot(f,abs(Y(1:16385);xlabel(f);ylabel(Y);title(原語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖)t=0:0.000045:0.90855;x1=0.1*sin(2*pi*100*t)+0.2*sin(2*pi*220*t);x=rot90(x1,2),rot90(x1,