语音信号的数字滤波处理

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1、题目:语音信号的FIR滤波器处理组员：班级:指导教师：成绩：第17页摘要：DSP(DigitalSignalProcessing)也就是我们常说的数字信号处理,第17页它是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。数字滤波是语音信号处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用的基本处理算法。在数字信号处理中，滤波具有极其重要的作用。数字滤波是谱分析、通信信号处理等的基本算法，它能够满足滤波器对幅度和相位的严格要求，解决了模拟滤波器所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题，同时用DSP芯片

2、实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点外，又有很高的可编程性和灵活性。本文采用数字滤波器的设计基础及用窗函数法设计FIR滤波器的方法，用CCS2.0进行观察效果。关键词：FIR滤波MATLAB窗函数法CCS1、设计目的第17页1.1掌握FIR数字滤波器的设计思路及方法步骤，学会设计各种低通、高通、带通滤波器。1.2学会利用DSP技术课程以及其他有关先修课程的理论和生产实际知识去分析和解决具体问题。1.3熟悉汇编语言，学会用DSK/DEC5402CCS2.0软件编写C语言程序和汇编语言程序。1.4培养自己对工程设计的独立工作能力。2、设计要求2.1

3、设计一FIR低通滤波器，实现对语音信号的滤波。2.2用语音信号去检验该滤波器，查看滤波效果。根据老师的要求，我们自己拟定了滤波器的指标：Fs=8000hz，Wp=1500Hz，Ws=2000Hz，通带波纹为0.01，阻带波纹为0.1，N=37。3、课程设计内容通过DSP处理器控制TLC320AD50采集音频信号，在CCS软件中分析音频信号的频谱图，使用Matlab设计相应的FIR低通数字滤波器得到滤波器H(z)的系数，然后根据这些系数，编写DSP程序（C语言或汇编）对已采集信号进行处理，最后在CCS软件中得到处理后音频信号的频谱图，比较滤波前后信号的频谱图。4.FI

4、R滤波器的设计4.1滤波器的设计的原理介绍FIR数字滤波器的单位取样响应是时宽有限的，即：££一个N阶的非递归型数字滤波器(FIR滤波器)的差分方程如公式1-1所示1-1差分方程式中的系数等于单位取样响应的序列值h(n)，其系统函数H(z)可以表示为公式1-2所示的形式：第17页1-2H(z)是的多项式，因此它的极点只能在Z平面的原点上。FIR滤波器通常采用窗函数方法来设计。窗设计的基本思想是，首先选择一个适当的理想选频滤波器（它总是具有一个非因果，无限持续时间脉冲响应），然后街区（加窗）它的脉冲响应得到线性相位和因果FIR滤波器。我们用表示理想的选频滤波器，它在通

5、带上具有单位增益和线性相位，在阻带上具有零响应。一个带宽wc

6、，可得FIR滤波器的传递函数：（2.2.2）第17页由此可得到FIR滤波器的结构如下图所示：4.3FIR滤波器的特点（1）即具有严格的线性相位，又具有任意的幅度；（2）FIR滤波器的单位抽样响应是有限长的，因此滤波器性能稳定；（3）只要经过一定的延迟时，任何非因果有限长序列，因而能用因果系统来实现；（4）FIR滤波器由于单位冲击响应是有限长的，因而可用快速傅立叶变换（FFT）算法来实现过滤信号，可大大提高运算效率5、FIR滤波器的Matlab设计5.1FIR滤波器设计FIR滤波器的设计方法很多，文中选取通常使用的用窗函数法。FIR滤波器的设计问题在于寻求一系统函数，

7、使其响应逼近滤波器要求的理想频率响应。5.2滤波器的Matlab设计MATLAB被称为第四代计算机语言，又称为“草稿纸式”第17页的语言，它具有不同于其他语言如Fortran、C语言等的特点，是边解释边执行的计算机语言。MATLAB是一款具有强大的矩阵运算、数据处理和图形显示功能的软件，其输出结果可视化，编程效率极高，用极少的代码即可实现复杂的运行，因此它使工程技术人员摆脱了繁琐的程序代码，以便快速地验证自己的模型和算法。fir1就是采用经典窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器的函数，且具有标准低通，带通，高通,带阻等类型。函数调用格式为：b=fir1(n,wn