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1、.三峡大学理学院数字信号处理课程设计说明书姓名：吴梦洋钟晓杰学号：20111422062011142217专业：电子信息科学与技术指导老师：黄瑶...一．设计要求（1）题目二：录制一段语音信号，时间小于30秒，引入高斯白噪声，实验不同信噪比下IIR滤波器的滤波效果，分析滤波性能。（2）要求：1、给出滤波前后语音信号的时域波形和频谱，分析滤波性能；2、至少采用两种窗函数设计。（3）设计方案：Windows自带的录音机声音麦克风声卡滤波采样A/D转换Wav首先，录制一段语音信号（如图）；然后，利用MATLA
2、B中的wavread命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。再将该向量看作一个普通的信号，对其进行FFT变换实现频谱分析；随后，利用MATLAB中的随机函数(rand或randn)产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其频谱分析。最后；再依据实际情况对它进行滤波。对于波形图与频谱h图（包括滤波前后的对比图）都可以用MATLAB画出。我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放，以便在听觉上来感受声音的变化。二．语音信号的采集及加噪（1）语音信号的时域分析在MATLAB软件平台下，
3、利用MATLAB中的“wavread”命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。再对其进行采样，记住采样频率和采样点数。接下来，对语音信号welcome.wav进行采样。其采样程序如下：[y,fs,nbits]=wavered(‘welcome’);即把语音信号加载入Matlab仿真软件平台中。然后，画出语音信号的时域波形，再对语音信号进行频谱分析。MATLAB提供了快速傅里叶变换算法FFT计算DFT的函数fft,其调用格式如下：Xk=fft(xn,N)...参数xn为被变换的时域序列向量，N是D
4、FT变换区间长度，当N大于xn的长度时，fft函数自动在xn后面补零。，当N小于xn的长度时，fft函数计算xn的前N个元素，忽略其后面的元素。在本次设计中，利用fft对语音信号进行快速傅里叶变换，就可以得到信号的频谱特性。其程序如下：[y,fs,nbits]=wavread('welcome');sound(y,fs,nbits);%回放语音信号N=length(y);%求出语音信号的长度Noise=0.01*randn(N,1);%随机函数产生噪声Si=y+Noise;%语音信号加入噪声sound(
5、Si);subplot(2,1,1);plot(Si);title('加噪语音信号的时域波形');S=fft(Si);%傅里叶变换subplot(2,1,2);plot(abs(S));title('加噪语音信号的频域波形');程序运行结果如下图：原始信号波形及频谱...（2）语音信号加噪和频谱分析在本次课程设计中，我们是利用MATLAB中的随机函数(rand或randn)产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其频谱分析。Randn函数有两种基本调用格式：Randn(n)和Randn（m,n
6、）,前者产生n×n服从标准高斯分布的随机数矩阵，后者产生m×n的随机数矩阵。在这里，我们选用Randn（m,n）函数。语音信号添加噪声及其频谱分析的主要程序如下：closeall;clearall;clc;[y,fs,nbits]=wavread('E:welcome');N=length(y);%求出语音信号的长度Noise=0.01*randn(N,1);%随机函数产生噪声Si=y+Noise;%语音信号加入噪声sound(Si);subplot(2,1,1);plot(Si);title('加噪
7、语音信号的时域波形');S=fft(Si);%傅里叶变换subplot(2,1,2);plot(abs(S));title('加噪语音信号的频域波形');程序运行结果如下图加噪后的波形及频谱分析...三．滤波器设计（1）前提FIR滤波器必须采用间接法，常用的方法有窗函数法、频率采样发和切比雪夫等波纹逼近法。对于线性相位滤波器，经常采用FIR滤波器。FIR滤波器结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，系统函数H(z)在极点处收敛，极点全部在z=0处（因果系统），因而只能用较高的阶数达到高的选择性。F
8、IR数字滤波器是有限的单位响应也有利于对数字信号的处理，便于编程，用于计算的时延也小，这对实时的信号处理很重要。FIR滤波器因具有系统稳定，易实现相位控制，允许设计多通带（或多阻带）滤波器等优点收到人们的青睐。下面我们着重介绍用窗函数法设计FIR滤波器的步骤。如下：1.根据对阻带衰减及过渡带的指标要求，选择串窗数类型（矩形窗、三角窗、汉宁窗、汉明窗、凯塞窗等），并估计窗口长度N。先按照阻带衰减选择窗函数类型。原则是在保证阻带衰减满足要求的情
