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1、DSP课程设计报告题目基于matlabGUI的IIR低通数字滤波器设计学院信息工程学院专业通信工程姓名学号指导教师完成时间2015年1月7日13目录1.设计的主要内容及基本要求12.总体设计思路13．设计方案13.1原始语音信号加噪处理13.2滤波器设计23.2.1数字滤波器的基本知识23.2.2数字滤波器的选取33.3滤除噪声后的语音信号34.GUI设计44.1GUI界面设计概述44.2GUI界面设计具体操作44.3GUI界面演示45.课程设计总结6参考文献6附录7131.设计的主要内容及基本要求要求录制一段自己的语音信号后，对所采集的语音信号加入干扰噪声，设计相应的
2、数字滤波器滤除噪声并进行验证，最后设计GUI界面。2.总体设计思路1.获取一段语音。2.对所获取的语音信号进行加噪处理。3.设计数字滤波器。4.将加噪后的信号通过所设计的滤波器，滤除噪声。5.验证滤除噪声后的语音信号。6.利用matlabGUI设计模板设计相应的GUI界面。3．设计方案3.1原始语音信号加噪处理fs=44100;Au=1;s=audioread('C:UsersASUSDesktopyinpin.wav');sound(s,44100);t=(0:length(s)-1)/fs;f=linspace(-fs/2,fs/2,length(s));n
3、=(Au*cos(2*pi*20000*t))';x=s+n;sound(x,44100);y1=fft(s);y2=fft(x);y3=fftshift(y1);y4=fftshift(y2);subplot(221);plot(t,s);title('原语音信号');subplot(222);plot(t,x);title('加噪后的语音信号');subplot(223);plot(f,abs(y3));title('原始语音信号频谱');subplot(224);plot(f,abs(y4));title('加噪后的信号频谱');133.2滤波器设计3.2.1数字
4、滤波器的基本知识数字滤波器分为FIR数字滤波器和IIR数字滤波器两种，即有限冲激响应滤波器（FIR，FiniteImpulseResponse）滤波器和无线冲激响应（IIR，InfiniteImpulseResponse）滤波器。（一）FIR数字滤波器FIR的特点：不存在极点（z=0除外），系统函数
5、z>0
6、处收敛。系统单位冲激响应在有限个n值处不为零。结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈。故只能用较高的阶数达到高的选择性。FIR数字滤波器的幅频特性精度较之于IIR数字滤波器低，但是线性相位即不同频率分量的信号经过FIR数字滤波器后他们的时间差不变。FIR数字滤
7、波器具有系统稳定，易实现相位控制，允许设计多带通滤波器等优点。FIR数字滤波器的结构有四种：横截性；级联型结构；频率采样型结构；线性相位FIR滤波器的结构（二）IIR数字滤波器IIR数字滤波器的特点：电位冲激响应h(n)是无限长的；系统函数H(z)在有限z平面上（0<
8、z
9、<∞）有极点存在；结构上存在着输出到输入的反馈，也就是结构上是递归型的。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成。有限阶IIR的表达式：13IIR数字滤波器的结构也有四种：直接I型；直接II型—典范型；级联型；并联型。3.2.2数字滤波器的选取由原始语音信号的频谱图可以看出，语音信
10、号的能量集中在低频部分，所以根据滤波器的特性和功能，所选择的滤波器应该具有滤除无用的高频成分的作用，所以可以选用低通滤波器。又由于IIR数字滤波器的输出不但取决于过去和现在的输入，还取决于过去的输出，所以，选择IIR数字滤波器比选择FIR数字滤波器要好。所设计的IIR切比雪夫数字低通滤波器如下：T=1;Fs=1/T;Ap=1;As=10;Wp=0.55*pi/T;Ws=0.6*pi/T;wp=(2/T)*tan(Wp/2);ws=(2/T)*tan(Ws/2);[N,wc]=cheb1ord(wp,ws,Ap,As,'s');[B,A]=cheby1(N,Ap,wc,'
11、s');[Bz,Az]=bilinear(B,A,Fs);[H,W]=freqz(Bz,Az,512,fs);3.3滤除噪声后的语音信号将加噪后的语音信号通过所设计的低通数字滤波器：r=filter(Bz,Az,x);并播放语音，听其效果。13由滤除噪声后的语音信号的频谱图可以看出，噪音已被滤除，试听可知，原始语音信号基本没有丢失。4.GUI设计4.1GUI界面设计概述GUI设计面板是GUI设计工具应用的平面，面板上部提供了菜单和常用工具按钮，左边提供了多种如命令按钮、单选按钮、可编辑文本框、静态文本框、弹出式菜单等。进行设计时,首先单击
