大四课程设计
对象:电子 092
题目: 基于 Matlab 的音频处理系统的设计
一、课程设计目的
1.学会 MATLAB 的使用,掌握 MATLAB 的程序设计方法;
2.掌握在 Windows 环境下语音信号采集的方法;
3.掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法;
4.掌握 MATLAB 设计 FIR 和 IIR 数字滤波器的方法;
5.学会用 MATLAB 对信号进行分析和处理。
二、课程设计内容
1.语音信号的采集
要求利用 windows 下的录音机(开始—程序—附件—娱乐—录音机,文件—属
性—立即转换—8000KHz,8 位,单声道)或其他软件,录制一段自己的话音,
时间控制在 1 秒左右。然后在 MATLAB 软件平台下,利用函数 wavread 对语音
信号进行采样,记住采样频率和采样点数。通过 wavread 函数的使用,要求理
解采样频率、采样位数等概念。
wavread 函数调用格式:
y=wavread(file),读取 file 所规定的 wav 文件,返回采样值放在向量 y 中。
[y,fs,nbits]=wavread(file),采样值放在向量 y 中,fs 表示采样频率
(Hz),nbits 表示采样位数。
y=wavread(file,N),读取前 N 点的采样值放在向量 y 中。
y=wavread(file,[N1,N2]),读取从 N1 点到 N2 点的采样值放在向量 y 中。
2.语音信号的频谱分析
要求首先画出语音信号的时域波形;然后对语音信号进行频谱分析,在
MATLAB 中,可以利用函数 fft 对信号进行快速付立叶变换,得到信号的频谱特
性;从而加深对频谱特性的理解。
3.设计数字滤波器和画出频率响应
根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标:1)低通滤波器性能指标,
fp=1000Hz,fc=1200 Hz, As=100dB,Ap=1dB;2)高通滤波器性能指标,
fc=2800 Hz,fp=3000 Hz As=100dB,Ap=1dB;3)带通滤波器性能指标,
fp1=1200 Hz,fp2=3000 Hz,fc1=1000 Hz,fc2=3200
Hz,As=100dB,Ap=1dB。要求学生首先用窗函数法设计上面要求的三种滤波
器,在 MATLAB 中,可以利用函数 fir1 设计 FIR 滤波器,然后在用双线性变换
法设计上面要求的三种滤波器;之后再利用函数 butter 和 cheby1 设计上面要求
的三种 IIR 滤波器。最后,利用 MATLAB 中的函数 freqz 画出各滤波器的频率
响应。
4.用滤波器对信号进行滤波
比较 FIR 和 IIR 两种滤波器的性能,然后分别对采集的信号进行滤波,在
MATLAB 中,FIR 滤波器利用函数 fftfilt 对信号进行滤波,IIR 滤波器利用函数
filter 对信号进行滤波。
5.比较滤波前后语音信号的波形及频谱
要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱。
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