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设计要求 1.语音信号采集:录音几秒钟,采样频率20000多,任何格式都可以。 2.加的噪声不能和有用信号混叠,可以是单频噪声也可以是多频噪声。音乐信号语音采集的时候加频谱分析。 3.进行频谱分析时,频谱图横坐标要单位Hz或者弧度每秒。 4.滤波器的设置,低通或带通,通带fp要大于有用信号,阻带fs要小于噪声。 5.滤过噪后要进行频谱对比分析。 6.GUI设计
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题目 基于
MATLAB
的语音信号分析和处
理
目录
一、设计目的和要求.................................................................................................1
1.1 设计目的........................................................................................................1
1.2 设计要求........................................................................................................1
二、设计原理.............................................................................................................3
2.1 FIR 滤波器原理.............................................................................................3
2.2 典型的窗函数................................................................................................4
2.3 凯泽窗设计原理............................................................................................7
三、设计步骤及内容.................................................................................................9
3.1 录音采集........................................................................................................9
3.2 加入噪声......................................................................................................10
3.3 滤波器的设计..............................................................................................13
3.4 回放语音信号..............................................................................................16
3.5GUI 界面设置...............................................................................................16
四、实验过程中遇到的问题与收获.......................................................................20
五、课程设计心得...................................................................................................22
附录...........................................................................................................................24
摘要
数字滤波技术是数字信号处理的一个重要组成部分, 滤波器的设计是信号
处理的核心问题之一。根据 FIR 滤波器的原理, 提出了 FIR 滤波器的窗函数设
计法, 并对常用的几种窗函数进行了比较。给出了在 MATLAB 环境下, 用窗函
数法设计 FIR 滤波器的过程和设计实例。仿真结果表明,设计的 FIR 滤波器的
各项性能指标均达到了指定要求, 设计过程简便易行。该方法为快速、 高效地
设计 FIR 滤波器提供了一个可靠而有效的途径。FIR 数字滤波器以其良好的线
性特性被广泛应用于现代电子通信系统中,是数字信号处理的重要内容之一。
在实际信号处理中,往往要求系统兼具实时性和灵活性,而已有的一些软件或
硬件实现方案(如 DSP)则难以同时达到这两方面的要求。使用具有并行处理特
性的 FPGA 来实现 FIR 滤波器,既有很强的实时性,又兼顾了灵活性,为数字
信号处理提供了一种很好的解决方案。FIR 滤波器系数计算较为繁琐,在设计
时借助 Matlab 工具箱,选择合适的窗函数,可以方便地计算滤波器系数,并
分析其幅频、相频特性。本课程设计的主要内容就是根据自己所提供的加噪音
频相关参数,来设计出一个相应的 FIR 滤波器滤除其中的噪声。在本次 FIR 滤
波器的设计过程中,我利用窗函数法“凯泽窗”来设计的滤波器。
关键词:数字信号处理 FIR 滤波器 凯泽窗设计目的和要求
一、设计目的和要求
1.1 设计目的
1.掌握利用 MATLAB 软件对语音信号进行采集,并设计 FIR 数字滤波器的
方法,以增加对仿真软件 MATLAB 的感性认识,学会它的操作和使用方法。
2.初步掌握滤波器的设计方法,培养独立工作能力。
3.加深理解各种窗函数对滤波特性的影响。
4.熟悉线性相位 FIR 数字滤波器的特性
5. 加深对采样定理的理解和掌握,以及对信号恢复的必要性;掌握对连续
信号在时域的采样与重构的方法。
1.2 设计要求
1.语音信号采集:录音几秒钟,采样频率 20000 多,任何格式都可以。
2.加的噪声不能和有用信号混叠,可以是单频噪声也可以是多频噪声。音
乐信号语音采集的时候加频谱分析。
3.进行频谱分析时,频谱图横坐标要单位 Hz 或者弧度每秒。
1
4.滤波器的设置,低通或带通,通带 fp 要大于有用信号,阻带 fs 要小于
噪声。
5.滤过噪后要进行频谱对比分析。
2
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