数字信号处理课程设计报告-基于MATLAB有噪声语音信号的处理.doc

格
数字信号处理课程设计报告
题目:基于MATLAB有噪声语音信号处理
系(院): 计算机工程学院
专业: 通信工程
班级: 通信1071
学号:
姓名:
指导教师: -------------------------
学年学期: 2009 ~ 2010 学年第 1 学期
2009年12月18日
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;
在第15周末之前完成预设计,并请指导教师审查,通过后方可进行下一步工作;
结束后,及时提交设计报告(含纸质稿、电子稿),要求格式规范、内容完整、结论正确,正文字数不少于3000字(不含代码)。
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。
指导教师(签章):
年月日
摘要
滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位,FIR数字滤波器和IIR滤波器是滤波器设计的重要组成部分。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。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、切比雪夫和双线性变法设计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。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析,可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器,过程简单方便,结果的各项性能指标均达到指定要求。
关键词数字滤波器 MATLAB 窗函数法巴特沃斯切比雪夫双线性变换
目录
1 绪论 1
2 课程设计内容 2
3 课程设计的具体实现 2
语音信号的采集 2
语音信号的时频分析 2
语音信号加噪与频谱分析 4
设计FIR和IIR数字滤波器 5
用滤波器对加噪语音信号进行滤波 12
比较滤波前后语音信号的波形及频谱 12
19
19
21
结论 22
致谢 23
参考文献 24
1 绪论
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理,借以达到提取信息和便于应用的目的。它在语音、雷达、图像、系统控制、通信、航空航天、生物医学等众多领域都获得了极其广泛的应用。具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等优点。
数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。随着信息时代和数字技术的发展,受到人们越来越多的重视。数字滤波器可以通过数值运算实现滤波,所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题,可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。数字滤波器种类很多,根据其实现的网络结构或者其冲激响应函数的时域特性,可分为两种,即有限冲激响应( FIR,Finite Impulse Response)滤波器和无限冲激响应( IIR,Infinite Impulse Response)滤波器。
FIR滤波器结构上主要是非递归结构,没有输出到输入的反馈,系统函数H (z)在处收敛,极点全部在z = 0处(因果系统),因而只能