数字信号处理报告

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1、课程设计报告课程名称数字信号处理课程设计课题名称数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用专业信息与计算科学班级0801班学号200810010112姓名吴丽萍指导教师彭祯，颜国风，曹炎炎2010年12月30日23湖南工程学院课程设计任务书课程名称数字信号处理课题数字滤波器设计及语音信号分析中的应用专业班级信息与计算科学0801学生姓名吴丽萍学号200810010112指导老师彭祯审批任务书下达日期2010年9月6日任务完成日期2010年12月30日23目录1.课程设计的性质与目的2.课程设计题目3.课程设计要求4.

2、设计进度安排5.设计内容6.设计原理7.课题的功能模块的划分8.主要功能的实现9.设计体会10.参考文献23一、课程设计的性质与目的《数字信号处理》课程是通信专业的一门重要专业基础课，是信息的数字化处理、存储和应用的基础。通过该课程的课程设计实践，使学生对信号与信息的采集、处理、传输、显示、存储、分析和应用等有一个系统的掌握和理解；巩固和运用在《数字信号处理》课程中所学的理论知识和实验技能，掌握数字信号处理的基础理论和处理方法，提高分析和解决信号与信息处理相关问题的能力，为以后的工作和学习打下基础。数字滤波器是一

3、种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。二、课程设计题目课程设计题目分为2个方向，每班选做方向一的同学约占2/3,选做方向二的约占1/3。方向一：数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用。步骤：1、语音信号采集录制一段课程设计学生的语音信号并保存为文件，要求长度不小于10秒，并对录制的信号进行采样；录制时可以使用Windows自带的录音机，或者使用其它专业的录音软件，录制

4、时需要配备录音硬件（如麦克风），为便于比较，需要在安静、干扰小的环境下录音。2、语音信号分析使用MATLAB绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图。根据频谱图求出其带宽，并说明语音信号的采样频率不能低于多少赫兹。3、含噪语音信号合成23在MATLAB软件平台下，给原始的语音信号叠加上噪声，噪声类型分为如下几种：（1）白噪声；（2）单频噪色（正弦干扰）；（3）多频噪声（多正弦干扰）；（4）其它干扰，可设置为低频、高频、带限噪声，或Chirp干扰、冲激干扰。绘出叠加噪声后的语音信号时域和频谱图，在视觉上与原始语音信号

5、图形对比，也可通过Windows播放软件从听觉上进行对比，分析并体会含噪语音信号频谱和时域波形的改变。4、数字滤波器设计及滤波,完成以下题目中的一个给定滤波器的规一化性能指标（参考指标,实际中依据每个同学所叠加噪声情况而定）例如：通带截止频率wp=0.25*pi,阻通带截止频率ws=0.3*pi;通带最大衰减Rp=1dB;阻带最小衰减Rs=15dB，每个题目至少设计出5个用不同方法的不同类型滤波器。题目（1）：采用窗函数法与等波纹法分别设计各型FIR滤波器（低通、高通、带通、带阻中的至少3种类型）来对叠加噪声前后

6、的语音信号进行滤波处理，绘出滤波器的频域响应，绘出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；在相同的性能指标下比较各方法的滤波效果，并从理论上进行分析（或解释）。题目（2）：采用双线性变换法与脉冲响应不变法，分别利用不同的原型低通滤波器（Butterworth型与切比雪夫I型）来设计各型IIR滤波器（低通、高通、带通、带阻中的至少3种类型），绘出滤波器的频域响应；并用这些数字滤波器对含噪语音信号分别进行滤波处理，比较不同方法下设计出来的数字滤波器的滤波效果，并从理论上进行分析（或解释

7、）。5、回放语音信号对滤波后的语音信号进行回放，感觉滤波前后语音信号的变化。6、设计一个语音信号分析与处理系统界面(选作)利用MATLAB的界面设计功能，设计一个MATLAB环境下的人机交互界面，完成上述滤波器的设计及滤波过程，要求能够接收输入的设计参数，查看设计结果及滤波结果。方向二：数字滤波器设计及在心电信号滤波中的应用。步骤：1、心电信号采集心电信号作为心脏电活动在人体体表的表现，信号一般比较微弱，幅度在10μ23V~5mV，频率为0.05~100Hz。在心电信号的采集、放大、检测及记录过程中，有来自外界的

8、各种干扰。记录一段时间内的人体心电信号波形，要求长度不小于10秒，并对记录的信号进行数字化，保存为数据文件；这里，请同学们使用美国的MIT/BIH心电原始数据，由实验老师给出一定长度的的心电原始数据，数据保存在文件“a01.txt～a10.txt”中，在MATLAB中通过如下语句读取：%从当前路径下的a01.txt文件读取心电原始数据到变量a01中，a01为二维数据，第一