使用凯塞窗设计的fir滤波器

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1、邱倩《语音信号滤波去噪——使用凯塞窗设计FIR滤波器》第17页共17页语音信号滤波去噪——使用凯塞窗设计的FIR滤波器学生姓名：邱倩指导老师：胡双红摘要本次课程设计是用麦克风采集一段语音信号并对该语音信号进行滤波去噪处理。设计平台为MATLAB7.0，本课程设计是采用窗口设计法设计滤波器对语音信号进行滤波去噪处理。首先用麦克风采集一段语音信号，然后加入单频噪声，再用FIR滤波器对其进行滤波去噪处理。将经过滤波前后的语音信号比较，发现滤波后的语音信号中的单频噪声消失了，达到了设计的目的。关键词课程设计；滤波去噪；FIR滤波器；

2、凯塞窗；MATLAB7.01引言本次课程设计主要解决在一个加噪声的语音信号里，采用窗口设计法设计一个FIR滤波器，然后用该滤波器将语音信号里面的噪声滤除掉，还原出原始的清晰的语音信号。信号过滤在信号处理里面是非常重要的一部分，它现在主要的应用方面有除去不需要的背景噪声，消除干扰，频带划分，信号频谱成型。今天我实现的是消除不必要的背景噪声来还原原始语音信号这一特性。通过对数字信号处理的理论知识的综合运用。从实践上初步实现对数字信号的处理。1.1课程设计的目的设计FIR滤波器的方法有多种，可以用窗函数法、频率采样法、脉冲响应不变

3、法和双线性变换法。在Matlab中，也有许多种窗函数设计法来设计FIR邱倩《语音信号滤波去噪——使用凯塞窗设计FIR滤波器》第17页共17页滤波器，其中有矩形窗、三角窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗、凯塞窗。而每一种设计方法设计出来的滤波器滤波性能又有所区别，本次课程设计的目的就是要来检测用凯塞窗设计出来的滤波器的性能。1.2课程设计的要求（1）滤波器指标必须符合工程实际。（2）设计完后应检查其频率响应曲线是否满足指标。（3）处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论。（4）独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书1.3设计

4、平台MATLAB7.0MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断

5、升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。MATLAB中的信号处理工具箱内容丰富，使用简便。在数字信号处理中常用的算法，如FFT，卷积，相关，滤波器设计，参数模型等，几乎都只用一条语句即可调用。数字信号处理常用的函数有波形的产生、滤波器的分析和设计、傅里叶变换、Z变换

6、等。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。邱倩《语音信号滤波去噪——使用凯塞窗设计FIR滤波器》第17页共17页2设计原理2.1FIR滤波器在数字信号处理中有两类重要的系统。其中第一类是在时域完成信号过滤，因而称为数字滤波器；第二类是给粗在频域的信号表示，因而称为频谱分析仪。FIR滤波器是属于数字滤波器。FIR数字滤波器在设计和实现方面的几个优势有：相位响应可以是真正线性的；由于不存在稳定性问题，所以设计先对容易些；在实现

7、上是高效的；在实现中可以用DFT。线性相位响应的优点：设计问题中仅有实数运算；时延固定，没有时延失真；对长为M的滤波器，运算次数只有M/2量级。FIR滤波器的设计方法分三步完成：首先是技术要求：在设计滤波器之前，必须要有某些技术要求。这些技术要求是有用途决定的。在很多应用中，如像语音或音频信号处理中，数字滤波器常被用来实现选频操作。因此，指标的形式一般在频域中给出幅度和相位响应。幅度指标主要以2种方式给出。第一种是绝对指标。他对幅度响应函数给出一组要求，这些技术要求一般都用在FIR滤波器上。第二种指标是相对指标。他以分贝值的

8、形式给出要求。本文中滤波器的设计就以线性相位FIR滤波器的设计做为例子。其次是近似：一旦技术要求确定以后，就要利用窗函数法、频率采样法、脉冲响应不变法和双线性变换法中的一种设计一个滤波器的表述，它接近与所给出的一组技术要求。最后是实现：上面一步的结果是一个滤波器的表述，它可能是一个差分方程