(毕业论文)语音噪声滤波

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1、DSP课程设计实验报告语音噪声滤波目录一、设计任务3二、设计内容4三、设计思路5四、算法原理61、FIR滤波器算法62、直接存储器访问DMA73、A/D和D/A转换器94、LMS算法9五、主要函数介绍14六、程序设计、调试19七、实验结果分析371、低通滤波器的对比372、语音自适应滤波效果49八、实验心得与体会53•、设计任务语咅通信的口的是传递声咅信息。位于甲地的通信者发出的声咅经语咅传感器变换成为电信号，经发送端设备变换为适合传输的形式，通过传输信道传输到乙地。在乙地经接收端设备恢复出原来的语音信号，经耳机或者喇叭转换为接收

2、者可以听到的声音信号。这就是最基本的语音通信系统，但是由于周I韦I环境的原因，我们采集到语音信号经常含有不同程度的噪声。典型语音通信系统中的噪声来自三个方面：①信号处理设备产生的电噪声及传输信道中的电噪声；②信号发送端空间环境中的音频噪声信号经麦克风变换为电信号之后，与有用信号其同传递到接收端；③信号接收端宇间环境屮的音频噪声对信号接收者的影响。噪声是由于发生体作无规则振动产生的。在很多情况下，环境中的背景噪声是通信系统中噪声干扰的主耍来源。当语音信号受到背景噪声干扰时语音通信质量变得不可接受，因此要对语音信号中的噪声滤除。DSP

3、利用直接存储器访问方式DMA(DirectMemoryAccess)采集数据时不打扰CPU,因此利用DMA方式工作时，CPU可以对语音信号进行实时地滤波。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出，对语音信号进行数字编码，滤波后进行解码。口适应滤波不仅能够选择信号，而且能够控制信号的特性。口适应滤波器具有跟踪信号和噪声变化的能力，它的系数能够被一种自适应算法所修改。利用DSP可以实时地对信号进行自适应滤波。DSP利用直接存储器访问方式DMA采集数据时不打•扰CPU,CPU可以对信号进行实时地滤波。本设计耍求利用DSP的

4、DMA方式进行信号采集和信号输出，同时对外部输入的信号进行数字滤波。这就是这次设计所要完成的任务。二、设计内容基本部分：(1)对DMA进行初始化；(2)对A/D、D/A进行初始化；(3)编写DMA中断服务程序和滤波算法程序，实现语音信号的实时滤波；(4)设计FFT算法，或调用DSPLIB中的FFT两数，实现对信号的频谱分析；(5)设计子口适应滤波算法，调用DSPLIB中的口适应函数，实现对信号的门适应滤波。发挥部分：1)利用自适应滤波实现语音信号的回波对消。2)比较加不同窗和阶数时滤波器的滤波效果；3)测试所设计滤波器的幅频特性和

5、相频特性，并与MATLIB下的设计结果进行比较。要求完成的任务(1)编写C语言程序，并在CCS集成开发环境下调试通过；(2)将包含噪声的语音信号进行滤波，从扬声器输出端口输出，比较滤波前后的信号的变化；(3)按要求撰写设计报告。二、设计思路首先利用DSP的DMA方式对外部含噪声的语音信号进行实时采集，语音信号先经过A/D转换为数字信号，利用MCBSP的接收寄存器接收数据。编写滤波算法程序,而且调用DSPLlBWlms屮的滤波函数，对信号进行滤波。滤波后的数据利用DMA方式送到D/A转换器转换为模拟信号。这就是我们的设计思路。具体的

6、设计方案原理图如下。模拟输入信号通过DSK的MIC端口输入，经A/D转换，然后到达DSP的DMA通道2,DSP接收到信号后，调用中断服务程序进行滤波,选择滤波模式进行不同种类的滤波，滤波后的信号可以在CCS上显示，也可以通过DMA通道3将信号输出到D/A转换器，经D/A转换后从SPEAKER端口输出。主程序中断服务程序

7、>算法原理1>FIR滤波器算法FIR滤波器是指系统的单位脉冲响应h[k]仅在有限范围内有非零值的滤波器。在木设计实验屮，滤波占有十分重要的地位。数字滤波是数字信号处理的基本方法。在许多信息处理过程中，如对信号的过滤

8、、检测、预测等，都耍广泛地用到滤波器，而数字滤波器则因其设计灵活、实现方便等特点而广为接受。所谓数字滤波器就是具有某种选择性的器件、网络或以计算机硬件支持的计算程序。其功能本质是按事先设计好的程序，将一•组输人的数字序列通过一•定的运算后转变为另一组输岀的数字序列，从而改变信号的形式和内容，达到对信号加工或滤波以符合技术指标的耍求。数字滤波器是语咅、图象处理、模式识别以及谱分析屮的重要的处理运算环节。DSP由于其本身具有并行的硕件乘法器、流水结构以及快速的片内存储器等资源，其技术己广泛地应用于噪声及振动的齐个领域。因此用DSP芯片

9、实现FIR数字滤波，除具有准确度高、不受环境彩响等优点外，由于DSP芯片具有可编程特性，程序的可移植性好，灵活性强。实际应用时只需按耍求修改滤波器参数，并对程序作较少的改动，即可实现不同截止频率的FIR滤波器，实用性较强。下而简单介绍一下数字滤波器