基于MATLAB有噪声语音信号的处理.doc

临沂大学
课程设计报告
课程名称: 《数字信号处理》课程设计
设计名称: 基于MATLAB有噪声语音信号的处理
姓名: a (一班)
b (二班)
c (二班)
d(二班)
班级: 电子信息工程
指导教师:
起止日期: -
临沂大学理学院制
课程设计任务书
课题
名称
基于MATLAB有噪声语音信号的处理
设计
目的
巩固所学的数字信号处理理论知识, 理解信号的采集、处理、传输、显示和存储过程;
综合运用专业及基础知识,解决实际工程技术问题的能力;
学习资料的收集与整理,学会撰写课程设计报告。
实验
环境
微型电子计算机(PC);
安装Windows 2000以上操作系统,MATLAB等开发工具。
任务
要求
选择一个语音信号作为分析的对象,或录制一段各人自己的语音信号,对其进行频谱分析;利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中,模仿语音信号被污染,并对其进行频谱分析;设计FIR和IIR数字滤波器, 并对被噪声污染的语音信号进行滤波,分析滤波后信号的时域和频域特征,回放语音信号。最后,设计一个信号处理系统界面。
利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料,深入理解课题含义及设计要求,注意材料收集与整理;
结束后,及时提交设计报告(含纸质稿、),要求格式规范、内容完整、结论正确。
工作进度计划
序号
起止日期
工作内容
1
~
在预设计的基础上,进一步查阅资料,完善设计方案。
2
~
设计总体方案,构建、绘制流程框图,编写代码,上机调试。
3
~
测试程序,完善功能,撰写设计报告。
4

参加答辩,根据教师反馈意见,修改、完善设计报告。
课程设计考勤表
周
上下午
第十一周周日
第十二周周日
第十三周周日
第十四周周日
上午
下午
目录
一、设计内容 5
二、IIR数字低通滤波器设计 6
三、IIR数字高通滤波器设计 11
四、椭圆滤波器设计 16
五、基于凯塞窗的FIR滤波器设计 20
六、几类滤波器的比较 24
七、实验心得 25
八、参考文献………………………………………26
设计内容
课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现,综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论推导得出相应结论,再利用 MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中,使用窗函数法来设计FIR数字滤波器,用巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器设计IIR数字滤波器,并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。

信号提取:通过图形用户界面上的菜单功能按键采集电脑上的一段音频信号,完成音频信号的频率,幅度等信息的提取,并得到该语音信号的波形图。
信号调整:在设计的用户图形界面下对输入的音频信号进行各种变化,如变化幅度、改变频率等操作,以实现对语音信号的调整。

信号的傅里叶表示在信号的分析和处理中起着重要的作用。因为对于线性系统来说,可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应,所以傅里叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。另外,傅里叶表示使信号的某些特性变得更明显,因此,它能更深入地说明信号的各项红物理现象。
:在用户图形界面西啊对采集的语音信号进行Fourier等变换,并画出变换前后的频谱图和倒谱图。
:滤除语音信号中的噪音部分,可以采用底通滤波、高通滤波、并比较各种滤波后的效果。
二、IIR数字低通滤波器设计

Butterworth模拟低通滤波器设计
Butterworth模拟低通滤波器的幅度响应的模方定义式为
½H(jw)½2=1/[1+(w/wc)2N]
其中,wc是3dB截止频率,N为滤波器阶数。N越大,则过渡带越陡.
根据公式H(-s)H(s)=1/[1+(-js/wc)2N]。可见Butterworth模拟低通滤波器的系统函数只有极点。求得H(-s)和H(s)两个函数的2N个极点为
Sk=wcejp(+(2k-1)/2N), k=1,2,……,2N
为了保证模拟滤波器的稳定,必须选取s左半平面的N个极点构成系统函数H(s)
由公式 H(s)=Nk=1-sk/(s-sk).求得系统函数,得到模拟低通滤波器。
因此只要知道N和Ωc就可求得巴特沃兹的传递函数H(s)。接下来根据参数fp 、