MATLAB数字语音信号处理：FIR与IIR滤波器设计

"本次课程设计是关于数字信号处理的，主要使用MATLAB工具进行实践，旨在让学生熟悉MATLAB编程，掌握数字语音信号的采集、分析和处理方法，包括FIR和IIR滤波器的设计。" 在《数字信号处理》课程设计中，学生将深入学习并应用MATLAB进行语音信号的仿真工作。首先，学生需要了解和掌握MATLAB的基本语法和程序设计技巧，这是进行后续实验的基础。在Windows环境下，通过使用录音机软件收集个人的语音样本，时长控制在一秒内，以便后续处理。 接着，利用MATLAB的`wavread`函数读取语音信号，并通过`plot`函数绘制时域波形，以便直观理解信号特性。进一步，通过快速傅里叶变换（FFT）对信号进行分析，利用`fft`函数计算得到频谱特性，揭示语音信号的频域信息。 在滤波器设计部分，课程涵盖了两种常见的数字滤波器设计方法。对于FIR滤波器，可以采用窗函数法和等波纹逼近法。窗函数法通常选择合适的窗型，如汉明窗或海明窗，然后调用`fir1`函数生成滤波器系数。`freqz`函数用于绘制滤波器的频率响应，最后用`fftfilt`函数实现滤波。等波纹逼近法中，使用`remez`和`remezord`函数直接设计滤波器，同样配合`fftfilt`进行滤波。 对于IIR滤波器，常用的设计方法是双线性变换法。首先，将数字滤波器的技术指标转换为模拟滤波器指标，如使用预畸校正法。之后，可以使用`butter`、`cheby1`、`ellip`等函数设计不同类型的模拟滤波器，然后通过`bilinear`函数进行模拟到数字的转换，最终使用`filter`函数实现滤波，并用`sound`函数播放处理后的语音信号。 实验过程中，学生需使用微型计算机安装MATLAB 7.x版本作为主要工具。在完成实验后，还需要编写程序代码、分析结果以及评估滤波性能，这有助于深化理解数字信号处理的概念和理论。 通过这次课程设计，学生不仅能够掌握MATLAB的使用，还能在实践中理解数字信号处理的基本概念，如采样、频谱分析、滤波器设计等，同时提高解决问题的能力。这些技能对于电子信息工程专业的学生来说至关重要，为他们未来在信号处理领域的工作打下坚实基础。