《数字信号处理》课程研究性学习报告

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1、《数字信号处理》课程研究性学习报告指导教师薛健时间2014.6【目的】(1)掌握IIR和FIR数字滤波器的设计和应用；(2)掌握多速率信号处理中的基本概念和方法；(3)学会用Matlab计算小波分解和重建。(4)了解小波压缩和去噪的基本原理和方法。【研讨题目】一、(1)播放音频信号yourn.wav，确定信号的抽样频率，计算信号的频谱，确定噪声信号的频率范围；(2)设计IIR数字滤波器，滤除音频信号中的噪声。通过实验研究，的选择对滤波效果及滤波器阶数的影响，给出滤波器指标选择的基本原则，确定你认为最合适的滤波器指标。（3）

2、设计FIR数字滤波器，滤除音频信号中的噪声。与（2）中的IIR数字滤波器，从滤波效果、幅度响应、相位响应、滤波器阶数等方面进行比较。【设计步骤】【仿真结果】【结果分析】由频谱知噪声频率大于3800Hz。FIR和IIR都可以实现滤波，但从听觉上讲，人对于听觉不如对图像（视觉）明感，没必要要求线性相位，因此，综合来看选IIR滤波器好一点，因为在同等要求下，IIR滤波器阶数可以做的很低而FIR滤波器阶数太高，自身线性相位的良好特性在此处用处不大。【自主学习内容】MATLAB滤波器设计【阅读文献】老师课件，教材【发现问题】(专题研

3、讨或相关知识点学习中发现的问题)：过渡带的宽度会影响滤波器阶数N【问题探究】通过实验，但过渡带越宽时，N越小，滤波器阶数越低，过渡带越窄反之。这与理论相符合。【仿真程序】信号初步处理部分：[x1,Fs,bits]=wavread('yourn.wav');sound(x1,Fs);y1=fft(x1,1024);f=Fs*(0:511)/1024;figure(1)plot(x1)title('原始语音信号时域图谱');xlabel('timen');ylabel('magnituden');figure(2)freqz(

4、x1)title('频率响应图')figure(3)subplot(2,1,1);plot(abs(y1(1:512)))title('原始语音信号FFT频谱')subplot(2,1,2);plot(f,abs(y1(1:512)));title(‘原始语音信号频谱')xlabel('Hz');ylabel('magnitude');IIR：fp=2500;fs=3500;wp=2*pi*fp/FS;ws=2*pi*fs/FS;Rp=1;Rs=15;Ts=1/Fs;wp=2*pi*fp/FS;ws=2*pi*fs/FS;

5、wp1=2/Ts*tan(wp/2);ws1=2/Ts*tan(ws/2);t=0:1/11000:(size(x1)-1)/11000;Au=0.03;d=[Au*cos(2*pi*5000*t)]';x2=x1+d;[N,Wn]=buttord(wp1,ws1,Rp,Rs,'s');[Z,P,K]=buttap(N);[Bap,Aap]=zp2tf(Z,P,K);[b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn);[bz,az]=bilinear(b,a,Fs);%[H,W]=freqz(bz,az);figure(4)p

6、lot(W*Fs/(2*pi),abs(H))gridxlabel('频率/Hz')ylabel('频率响应幅度')title('Butterworth')f1=filter(bz,az,x2);figure(5)subplot(2,1,1)plot(t,x2)title('滤波前时域波形');subplot(2,1,2)plot(t,f1);title('滤波后时域波形');sound(f1,FS);FIR[x1,Fs,bits]=wavread('I:/dsp_2014_project3/yourn');fp=2500

7、;fs=3500;wp=2*pi*fp/Fs;ws=2*pi*fs/Fs;Rs=50;M=ceil((Rs-7.95)/(ws-wp)/2.285);M=M+mod(M,2);beta=0.1102*(Rs-8.7);w=kaiser(M+1,beta);wc=(wp+ws)/2;alpha=M/2;k=0:M;hd=(wc/pi)*sinc((wc/pi)*(k-alpha));h=hd.*w';f1=filter(h,[1],x1);[mag,W]=freqz(h,[1]);figure(1)plot(W*Fs/(2*

8、pi),abs(mag));grid;xlabel('频率/Hz');ylabel('频率响应幅度');title('Kaiser´窗设计Ⅰ型线性相位FIR低通滤波器');figure(2)subplot(2,1,1)plot(t,x1)title('滤波前时域波形');subplot(2,1,2)pl