毕业设计（论文）-数字滤波器设计

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1、本科毕业论文院系：信息工程学院专业：班级：作者：指导教师：完成时间：2011年5月10号21摘要利用matlab语音工具箱，可以将声音文件变为离散的数据文件，然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据。滤波器设计是数字信号处理的重要组成部分.在计算机中录入一段语音信号,通过Matlab对语音信号进行时频变换与分析,同时构造一固定频率的干扰信号,对两个信号进行合成,然后设计一个数字滤波器,对含噪的的语音信号进行滤波处理,在时域和频域中对信号进行分析比较.关键词：滤波器语音信号matlab21目录摘要1目录2第一章绪论31.1引

2、言31.2数字滤波器的背景和意义31.3设计目的3第二章MATLAB简介32.1MATLAB的概况32.2MATLAB产生的历史背景42.3MATLAB语言的特点42.4MATLAB涉及函数介绍5第三章声音信号的滤波63.1设计内容63.2设计原理63.2.1运用快速傅里叶变换（FFT）63.2.2用双线性变换法设计滤波器进行滤波63.3设计过程73.3.1语音信号的采集73.3.2语音信号与含噪信号叠加83.3.3数字滤波器的设计83.3.4对固定频率的含噪信号进行滤波8第四章结论13致谢语14参考文献15附录116

3、21第一章绪论1.1引言随着信息技术的发展，信号处理正向着数字化、软件化方向发展。数字信号处理主要研究对象是语音信号和图像信号，语音信号的研究可以从时域和频域两个方面来进行。其中时域的分析处理有两种方法:一种是进行语音信号分析，这属于线性处理的范畴，主要通过信号的加减、时移、倍乘、卷积、求相关函数来实现；另一种是生成各种调制信号，这属于非线性的范畴，主要是对信号平均累加器的动态范围进行压缩扩张，用门限方法对噪声的抑制。对频域分析处理，即对信号的频率特性在频谱中加以分析研究，这拓展了信号分析的范围，是对不确定信号分析的主

4、要方法。在实际应用中，信号的时域频分析经常同时进行。1.2数字滤波器的背景和意义数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。因此，他本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用数字计算机，也可以是将所需运算编程程序，让通用计算机来执行。数字滤波器具有稳定性高、精度高、灵活性大等优点。随着数字技术的发展，用数字技术实现滤波器的功能越来越受人们的注意和广泛的应用。1.3设计目的掌握双线性变换法及窗函数设计IIRFIR数字滤波器

5、的具体实现方法，能利用matlab语音工具箱，提取语音信号，并能利用数字滤波器对加噪后的语音信号进行滤波处理，还原出原语音信号。第二章MATLAB简介2.1MATLAB的概况MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）之意。除具备卓越的数值计算能力之外，它海提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制能力。MATLAB的数据单位是矩阵，它的的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故有MATLAB来解算问题要比用C、FORTRAN等语言做相同的事情，简捷的多。21MATLAB包括拥有

6、数百个内部函数的主包和三十几种工具包（Toobox）。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包来扩充MATLAB的符号运算、可视化建模仿真、文字处理及实时控制功能。学科工具包是专业性比较强的工具包、控制工具包、信号处理工具包、通信工具包等都属于此类。开放性是MATLAB广受用户欢迎，除内部函数外，所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。2.2MATLAB产生的历史背景在70年代中期，CleveMoler博士和其同事在美国国家科学基

7、金的资助下开发调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库。到70年代后期，身为美国Newmexico大学计算机系系主任的CleveMoler，利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的借口程序。CleveMoler给这个接口程序取名为MATLAB。在以后的数年里，MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。1983年，工程师JohnLittle和CleveMoler，SteveBangert一起，用C语言开发了第二代专业版。这一代的MATLAB语言同时具备

8、了数值计算和数据图示化的功能。1984年，CleveMoler和JohnLittle成立MathWorks公司，正式把MATLAB推向市场，并继续进行MATLAB的研究和开发。MathWorks公司顺应多功能需求之潮流，在其卓越数值计算和图示能力的基础上又率先在专业水平上开拓了其符号计算、文字处理、可视化建模和实时控制能力，开发了