资源描述：
《数字信号处理语音处理课程设计实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第十章综合实验与考查一、实验目的综合运用所学数字信号处理理论知识进行语音信号的采集、频谱分析、延时、滤波处理等，通过理论推导得出相应结论并利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而对数字信号处理有一个系统的掌握和直观理解。二、需验证的理论1、语音信号采集与处理2、信号频谱分析3、数字滤波器分析与设计三、实验内容录制一段个人的语音信号，然后对语音信号进行时域波形和频谱分析，然后进行滤波处理。1、将原始信号加入延时和混响回声处理，将处理后信号进行频谱分析及语音信号回放，与原始频谱和原始声音进行比较；2、对原始语音信号进行FIR和IIR滤波，然后画出滤波后信号的时域波形和频谱，对滤波前后
2、的信号和频谱进行对比；同时回放滤波后信号，与原始声音对比，分析声音的变化。四、实验指导1、语音信号的采集通过录音软件录制一段语音，说出自己的名字和学号，命名为“学号+姓名”，时长大约1到2秒，在MATLAB中，通过使用wavread函数，对语音进行采样:[y,fs,nbits]=wavread('xxxxxxx');%语音信号的采集采样值放在向量y中，采样频率为fs，采样位数为nbits。2、语音信号的频谱分析和回放首先画出采样后语音信号的时域波形，然后对信号进行快速傅里叶变换，得到其频谱图。读取语音文件并绘出波形和频谱的程序:[y,fs,nbits]=wavread('xxxxxxxx
3、');%语音信号的采集sound(y,fs,nbits);%语音信号的播放n=length(y);%计算语音信号的长度Y=fft(y,n);%快速傅里叶变换figure;subplot(2,1,1);%绘出时域波形3、原始信号延时、混响和回声的处理(1)对原始信号加入延时，并画出延时后信号的时域波形和频谱图，然后分别从时域和频域上分析延时后信号与原始信号的变化，最后再利用sound函数对声音进行回放，对感觉到的延时前后的声音变化作出说明。(2)设计如下几种特殊类型滤波器，对原始信号分别进行如下几种回声滤波或混响处理，并画出滤波后信号的时域波形和频谱图，然后分析其变化，最后对声音进行回放，
4、对感觉到的滤波前后的声音变化作出说明。回声或者混响滤波器类型：①单回声滤波器系统函数（可以用FIR滤波器实现，只需要一重回声）：回声就是原始信号与他自己延时衰减后的信号叠加而成的声音。单回声方程：y(n)=x(n)+ax(n-r),系统函数如上。②多重回声滤波器系统函数（只能用IIR滤波器实现）：③无限回声滤波器系统函数：④全通结构混响器系统函数：4、原始信号的滤波处理(1)分别用FIR和IIR滤波器对采集的语音信号进行滤波。(2)对滤波后的信号进行傅里叶变换，分别得到FIR和IIR滤波后信号的频谱特性，同时画出其时域波形，与原始信号进行比较，分析信号的变化。(3)对FIR滤波和IIR滤
5、波后的信号进行比较并作出说明。(4)对滤波后的声音进行回放并对比分析变化。根据频谱特征设计FIR和IIR滤波器。在Matlab中，可以利用函数fir1设计FIR滤波器，利用函数butter,cheby1设计IIR滤波器，利用Matlab中的函数freqz画出各步滤波器的频率响应。①低通滤波器的性能指标：fp=1000Hz，fc=1200Hz，As=100db,Ap=1dB②高通滤波器的性能指标：fp=3500Hz，fc=4000Hz，As=100dB，Ap=1dB；③带通滤波器的性能指标：fp1=1200Hz，fp2=3000hZ，fc1=1000Hz，fc2=3200Hz，As=100
6、dB，Ap=1dB在MATLAB中，利用[N,wc]=butter(N,wc,Rp,As,'s')设计并计算巴特沃斯模拟滤波器的阶数N和3dB截止频率wc；[B,A]=cheby1(N,Rp,wpo,'ftypr')设计切比雪夫I型滤波器。五、实验设计报告要求报告每人单独撰写，内容包括：基本原理、设计方案及实现、仿真结果及分析、结论与建议。附参考文献、程序。六、思考题1、通过理论分析和回放等说明滤波前后的信号变化答：通过实验，能发现明显变化，时域波形和频域波形都有改变，不同滤波器的结果不同，具体分析在以下的实验结果中。比如通过带通滤波器后频谱信号几乎没有，通过全通系统则没有变化，经过低通
7、滤波器变化很小。2、换一个与你性别相异的人录制同样一段语音内容，进行上面的过程，分析变化；答：3、通过使用randn函数产生随机噪声信号，并加到语音信号中得到被污染的语音信号叠加到原始的语音信号中，分析叠加前后信号频谱的变化，设计一个合适的滤波器，能够把噪声部分滤除。参考文献：杨述斌，李永全主编，《数字信号处理实践教程》，华中科技大学出版社，2007.1实验报告(1)语音采样和观察clear,clc;[y,fs]=audioread
