基于matlab的語(yǔ)音信號(hào)濾波處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：基于MATLAB的語(yǔ)音信號(hào)濾波處理班級(jí)學(xué)號(hào)統(tǒng)本通信西安歐亞學(xué)院《數(shù)字信號(hào)處理》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名李虎學(xué)號(hào)專業(yè)通信工程班級(jí)1202學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)通信工程班級(jí)1202指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)題目基于matlab的語(yǔ)音信號(hào)濾波處理課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求一、課程設(shè)計(jì)目的1、學(xué)會(huì)MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序設(shè)計(jì)方法；2、掌握在Windows環(huán)境下語(yǔ)音信號(hào)采集的方法；3、掌握數(shù)字信號(hào)處理的基本概念、基本理論和基本方法；4、掌握MATLAB設(shè)計(jì)FIR、IIR數(shù)字濾波器的

2、方法；5、學(xué)會(huì)用MATLAB對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和處理。二、課程設(shè)計(jì)平臺(tái)計(jì)算機(jī)、MATLAB6.5以上三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)本課程的主要任務(wù)是語(yǔ)音信號(hào)的采集與處理，包括語(yǔ)音信號(hào)的采集、語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域頻域分析、設(shè)計(jì)濾波器并對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理等內(nèi)容。在熟悉數(shù)字信號(hào)處理課程理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的采集與處理，進(jìn)一步加深對(duì)數(shù)字信號(hào)處理理論和技術(shù)的掌握。四、課程設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容1、語(yǔ)音信號(hào)的采集；2、語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分析；3、語(yǔ)音信號(hào)加噪與頻譜分析4、設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器濾除噪聲；5、驗(yàn)證濾波器的濾波效果并回

3、放濾波后的語(yǔ)音信號(hào)。五、課程設(shè)計(jì)要求1、利用課余時(shí)間去圖書(shū)館或上網(wǎng)查閱課題相關(guān)資料，深入理解課題含義及設(shè)計(jì)要求，注意材料收集與整理；2、以分組的形式完成，每組二至三人；3、每組的設(shè)計(jì)成果通過(guò)驗(yàn)收后，以答辯、設(shè)計(jì)報(bào)告兩種形式呈現(xiàn)；4、在答辯環(huán)節(jié)中，需以PPT形式展示；5、每組錄制的語(yǔ)音信號(hào)不得相同；6、每組需根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)的特點(diǎn)選擇濾波器及其參數(shù)。基于matlab的語(yǔ)音信號(hào)濾波處理摘要：本課程設(shè)計(jì)的主要目的是在MATLAB環(huán)境下，使用窗口設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)一個(gè)濾波器，并對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪。開(kāi)發(fā)平臺(tái)為MAT

4、LAB，設(shè)計(jì)方法為窗口設(shè)計(jì)法。用麥克風(fēng)采集一段語(yǔ)音信號(hào)，繪制波形并觀察其頻譜，給定相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，用凱塞窗設(shè)計(jì)一個(gè)滿足指標(biāo)的FIR濾波器，對(duì)該語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理，比較濾波前后的波形和頻譜并進(jìn)行分析。在濾波前后語(yǔ)音信號(hào)波形的變化中，由于我們錄制的語(yǔ)音信號(hào)噪聲不大，所以觀察并不明顯，但在頻域波形中，我們可以明顯的看到設(shè)計(jì)的濾波器對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行了濾波處理，將噪聲進(jìn)行了濾除。此次濾波基本達(dá)到了要求，完成了設(shè)計(jì)指標(biāo)。關(guān)鍵詞：濾波去噪；FIR濾波器；凱塞窗；MATLAB目錄1課程設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容31.1課程設(shè)

5、計(jì)研究?jī)?nèi)容31.2課程設(shè)計(jì)步驟及流程圖31.3課程設(shè)計(jì)要求32設(shè)計(jì)原理32.1MATLAB簡(jiǎn)介32.2濾波器33設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程33.1實(shí)現(xiàn)方法33.1.1FIR濾波器33.1.2窗口設(shè)計(jì)法33.1.3凱塞窗33.2設(shè)計(jì)過(guò)程33.2.1錄制語(yǔ)音信號(hào)33.2.2對(duì)原信號(hào)加入噪聲33.2.2濾波器的設(shè)計(jì)33.2.2信號(hào)的濾波處理33.3仿真結(jié)果與分析34調(diào)試問(wèn)題與解決方案35總結(jié)與展望3致謝3參考文獻(xiàn)3附錄3附錄1.濾波器脈沖響應(yīng)源程序3附錄2.理想低通濾波器計(jì)算源程序3I西安歐亞學(xué)院課程設(shè)計(jì)1課程設(shè)計(jì)

6、研究?jī)?nèi)容1.1課程設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容1.語(yǔ)音信號(hào)的采集在Windows下錄制一段格式為.wav的語(yǔ)音，利用函數(shù)wavread對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣。2.語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分析用MATLAB程序?qū)υ颊Z(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣、頻譜分析，并繪制出采樣后語(yǔ)言信號(hào)時(shí)域波形圖和頻譜圖，并針對(duì)此圖分析語(yǔ)音信號(hào)特點(diǎn)。3.語(yǔ)音信號(hào)加噪與頻譜分析利用MATLAB程序產(chǎn)生信號(hào)噪聲，并加入到語(yǔ)音信號(hào)中，模仿語(yǔ)音信號(hào)被污染，并對(duì)其頻譜分析，與原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析差異。4.設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，對(duì)加噪后的語(yǔ)音信

7、號(hào)進(jìn)行濾波處理。5.驗(yàn)證濾波器的濾波效果對(duì)濾波后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析，并將濾波前后的時(shí)域波形、頻譜波形進(jìn)行相比較，分析信號(hào)的變化，從而驗(yàn)證所設(shè)計(jì)濾波器的濾波效果是否達(dá)到了濾除高頻噪音、保留低頻原始語(yǔ)音信號(hào)的目的。6.回放語(yǔ)音信號(hào)利用函數(shù)sound對(duì)濾波后語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行回放。1.2課程設(shè)計(jì)步驟及流程圖設(shè)計(jì)本課題的流程為：采集一段語(yǔ)音信號(hào)。將語(yǔ)音信號(hào)的文件名命名為input18.wav，再用MATLAB中的wavread函數(shù)求出語(yǔ)音信號(hào)的三個(gè)參數(shù)，分別為：每個(gè)樣本的值，生成該語(yǔ)音波形文件時(shí)的采樣

8、頻率，波形文件樣本的碼數(shù)，再對(duì)信號(hào)及加入單頻干擾后的語(yǔ)音信號(hào)做傅立葉變化，繪制出時(shí)域和頻域的波形。最后通過(guò)濾波繪制濾波前后時(shí)域波形對(duì)比圖和幅頻特性對(duì)比圖，并回放濾波前后的語(yǔ)音信號(hào)來(lái)驗(yàn)證是否達(dá)到去噪的目的。課程的設(shè)計(jì)流程圖如圖1-1所示：15西安歐亞學(xué)院課程設(shè)計(jì)開(kāi)始在Windows下錄制一段格式為wav的語(yǔ)音利用函數(shù)wavread對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行頻譜析，繪制出時(shí)域和頻域圖加入單一頻率噪聲利用函數(shù)sound對(duì)加噪聲的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行回放畫出頻率響應(yīng)函數(shù)設(shè)計(jì)濾波器對(duì)加噪聲的語(yǔ)