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1、实用标准文案DSP实验课程设计实验报告姓名：学号：班级：1.课程设计题目：基于MATLAB的有噪声的语音信号处理的课程设计。2.课程设计的目的：综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应的结论，再利用MATLAB做为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。3.课程设计的要求：(1)熟悉离散信号和系统的时域特性。(2)掌握序列快速傅里叶变换FFT方法。(3)学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。(4)利用MATLAB对语音信号进行频谱分析。(5)掌握MATLAB设计各种数字滤波器的方法和对信号进行滤波的方法。
2、4.课程设计的内容：录制一段语音信号，对语音信号进行频谱分析，利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中，使语音信号被污染，然后进行频谱分析，设计FIR和IIR数字滤波器，并对噪声污染的语音信号进行滤波，分析滤波后的信号的时域和频域特征，回放语音信号。5.课程设计的步骤：（1）语音信号的获取通过录音软件录制一段语音“数字信号处理”，命名为“OriSound”，时长大约1到2秒，在MATLAB中，通过使用wavread函数，对语音进行采样:[y,fs,nbits]=wavread('OriSound');%语音信号的采集采样值放在向量y中，采样频率为fs，采样位数为nb
3、its。精彩文档实用标准文案（2）语音信号的频谱分析画出语音信号的时域波形，然后对语音信号进行频谱分析，在MATLAB中，通过使用fft函数对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。因此采集语音并绘出波形和频谱的模块程序如下：[y,fs,nbits]=wavread('OriSound');%语音信号的采集sound(y,fs,nbits);%语音信号的播放n=length(y);%计算语音信号的长度Y=fft(y,n);%快速傅里叶变换figure;subplot(2,1,1);%绘出时域波形plot(y);title('原始信号波形','fontweight','bol
4、d');axis([0000080000-11]);%通过尝试确定合适的坐标参数grid;subplot(2,1,2);%绘出频域频谱plot(abs(Y));title('原始信号频谱','fontweight','bold');axis([015000004000]);%通过尝试确定合适的坐标参数grid;结果如下：精彩文档实用标准文案可以看到，语音信号的频率集中在低频部分。（3）产生噪声信号在MATLAB中，通过使用randn函数产生随机噪声信号，并加到语音信号中得到被污染的语音信号，回放语音信号。产生随机噪声：Noise=0.2*randn(n,1);其中用0.2倍乘噪
5、声用来适当削减噪声的作用，便于对语音信号进行处理并比较效果。（4）污染信号频谱分析对被污染的加噪信号进行时域和频域分析。加噪声并分析信号波形频谱的模块程序及说明如下：精彩文档实用标准文案[y,fs,nbits]=wavread('OriSound.wav');%语音信号采集sound(y,fs,nbits);%回放语音信号便于比较效果n=length(y);%计算语音信号长度Noise=0.2*randn(n,1);%产生随机噪声信号Noises=y+Noise;%将Noise添加到原始信号，得到污染信号ssound(s);%回放污染信号sfigure;subplot(2,1,
6、1);%绘制加噪信号时域波形plot(s);title('加噪语音信号的时域波形','fontweight','bold');axis([0000080000-11]);grid;S=fft(s);%对s进行快速傅里叶变换得到频谱subplot(2,1,2);%绘制加噪信号频域频谱plot(abs(S));title('加噪语音信号的时域波形','fontweight','bold');axis([015000004000]);grid;结果如下：精彩文档实用标准文案可以看到，随机噪声均匀的分布在整个频谱范围内。（5）设计FIR和IIR数字滤波器在MATLAB中，根据频谱特征设
7、计FIR和IIR滤波器。在Matlab中，可以利用函数fir1设计FIR滤波器，利用函数butter,cheby1设计IIR滤波器，利用Matlab中的函数freqz画出各步滤波器的频率响应。低通滤波器的性能指标：fp=1000Hz，fc=1200Hz，As=100db,Ap=1dB高通滤波器的性能指标：fp=3500Hz，fc=4000Hz，As=100dB，Ap=1dB；带通滤波器的性能指标：fp1=1200Hz，fp2=3000hZ，fc1=1000Hz，fc2=3200Hz，As=1
