基于matlab的数字滤波器设计及其对语音信号的应用

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1、题目2：基于Matlab的数字滤波器设计及其对语音信号的应用 一．课程设计的目的：1．掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法；2．掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法；3．掌握在Windows环境下语音信号采集以及时域、频域分析；4．学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法；5．学会用MATLAB对信号进行分析和处理。二．          课程设计内容：1．录制一段自己的语音信号,对录制的信号进行采样;2．画出采样后语音信号的时域波形和频谱图;3．给定滤波器的性

2、能指标,采matlab设计数字滤波器,并画出滤波器的频率响应;4．用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波,画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;5．回放语音信号。三．.滤波器设计方法综述：(1)直接设计数字滤波器 (2)脉冲相应不变法 (3)双线性变换 (4)使用matlab6下的FilterDesignedTool3．利用Matlab设计数字滤波器的方法：设计思路：首先将数字高通滤波器的技术指标转化为模拟滤波器的技术指标，再采用Buttetworth逼近的方法

3、求得其系统函数H(S)，再利用冲激响应不变法将模拟滤波器的系统函数H(s)变为相应的数字滤波器的系统函数H(Z)，然后用MATALB进行仿真，然后确定数字滤波器的结构。  四.设计任务及步骤：1.语音信号的采集方法一：通过开始—程序—附件—娱乐—录音机,录制一段自己的话音。方法二：或利用老师给的语音，在Matlab软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。函数：wavrecord(2*fs,fs) 程序如下：[y,fs,bite]=wavread('1.wav')

4、;sound(y)wavrecord(2*fs,fs);fft(y);Y=fft(y);fp=1000;fr=1200;as=40;ap=1;[N,Wn]=BUTTORD(2*fp/fs,2*fr/fs,ap,as);[B,A]=BUTTER(N,Wn);2．语音信号的频谱分析要求画出语音信号的时域波形;然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性。fft程序如下：[y,fs,bite]=wavread('1.wav');sound(y);Y=fft(y);mag=abs(Y); phase=

5、angle(Y);phase=phase*180/pi;dB=20*log10(abs(Y)+eps);t=(0:length(y)-1)/fs;figure(1)subplot(221);plot(t,y);title('波形图');xlabel('时间(s)');ylabel('幅度');f=(1:length(Y))*fs/length(Y);subplot(222);plot(f,mag);title('幅度谱');xlabel('频率(Hz)');ylabel('频谱幅度');subplo

6、t(223);plot(f,phase);title('相位谱');xlabel('频率(Hz)');ylabel('频谱相位');subplot(224);plot(f,dB);title('对数幅度谱');xlabel('频率(Hz)');ylabel('频谱幅度(dB)');x1=wavread('f:s1.wav');%读取语音信号的数据，赋给变量x13．设计数字滤波器，画出其频率响应曲线各滤波器的性能指标：(1)低通滤波器性能指标　fp＝1000Hz,fs＝1200Hz,As＝40dB,

7、Ap＝1dB。(2)高通滤波器性能指标　fs＝4000Hz,fp＝4300Hz,As＝40dB,Ap＝1dB(3)带通滤波器性能指标　fp1＝1200Hz,fp2＝3000Hz,fs1＝1000Hz,fs2＝3200Hz,As＝40dB,Ap＝1dB。要求：(1)频率变换法设计IIR滤波器：可以利用函数butter、cheby1、cheby2和ellip等设计。(2)(选做)设计IIR滤波器：用双线性变换法设计上面要求的3种滤波器。bilinear(3)(选做)设计FIR滤波器：用窗函数法设计上面要

8、求的3种滤波器。可以利用函数fir1设计FIR滤波器。(4)函数freqz画出各滤波器的频率响应。低通滤波器：1(频率变换法设计IIR滤波器)butter函数[y,fs,bit]=wavread('1');fp=1000;fr=1200;ap=1;as=40;[n,fn]=buttord(fp/(fs/2),fr/(fs/2),ap,as,'z');[b,a]=butter(n,fn);freqz(b,a);[h,w]=freqz(b,a);subplot(221);