FIR滤波器设计:三角窗函数在语音信号处理中的应用
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更新于2024-07-15
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本次课程设计的主题为"语音信号的数字滤波——FIR数字滤波器的三角窗函数法设计",针对的是通信工程专业17通信1班的学生刘森。设计期间为2020年6月22日至6月28日,主要任务是设计一个低通滤波器,采用三角窗函数法,应用于语音信号处理。设计的关键步骤包括:
1. **任务背景与目标**:
通过实践设计和实现数字滤波器,学生将深入理解数字信号处理的基本原理,掌握如何利用FIR滤波器对语音信号进行滤波,并能对设计结果进行分析。
2. **技术参数**:
- 使用语音信号采样录音,样本数N=60000。
- 对语音信号进行频谱分析,包括但不限于幅度谱和相位谱。
- 通过添加噪声,设定初始信噪比SNR1=20dB。
- 设计的FIR滤波器参数为:截止频率WP=0.05π,过渡带宽度WS=0.0867π,截止频率下限WC=0.214π,阶数N=181。
3. **FIR滤波器设计**:
- FIR滤波器的特点:具有有限的单位冲激响应、稳定的系统函数、非递归结构(部分可能含反馈)。
- 设计流程包括确定滤波器的单位冲激响应和系统函数,以及应用三角窗函数来平滑频率响应。
4. **窗函数与设计原理**:
- 采用三角窗函数,其具有良好的频率响应特性,通过卷积定理计算频率响应。
- 设计过程中,窗函数的作用是平衡滤波器的频率响应精度和阻带衰减。
5. **窗函数分类与参数**:
- 常用窗函数包括矩形窗和三角窗(Bartlett窗),它们的参数选择对滤波器性能有直接影响,如主瓣宽度、旁瓣衰减等。
6. **设计结果与分析**:
- 设计完成后,输出滤波器结果,评估滤波后的信噪比提升至SNR2=31.5dB,证明滤波器的有效性。
通过这个项目,学生不仅提升了数字信号处理的技能,还学会了如何实际应用FIR滤波器对语音信号进行优化,以便于后续在通信、音频处理等领域中更好地工作。同时,该设计也体现了对滤波器理论的理解和实践经验的结合。
2021-10-10 上传
2022-04-15 上传
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2022-02-22 上传
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