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1、语音信号处理与滤波班级：xxxxxx学号：xxxxx姓名：xxx指导老师：xxx成绩：二○一五年五月二十七目录一、设计要求1二、设计步骤12.1理论依据12.2信号采集12.3构造受干扰信号并对其进行FFT频谱分析12.4数字滤波器设计12.5信号处理2三、课程设计实现23.1语音信号的采集23.2语音信号的FFT频谱分析23.3构造受干扰信号并对其进行FFT频谱分析43.4设计数字滤波器63.5用滤波器对加噪语音信号进行滤波73.6比较滤波前后语音信号的波形及频谱7四、心得体会9五、参考文献11六、源程序代码11一、设计要求本次课程设计要求利用MATLAB对
2、语音信号进行数字信号处理和分析，要求采集语音信号后，在MATLAB软件平台进行频谱分析；并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。二、设计步骤2.1理论依据根据设计要求分析系统功能，掌握设计中所需理论（采样频率、采样位数的概念，采样定理； 时域信号的FFT分析；数字滤波器设计原理和方法，各种不同类型滤波器的性能比较），阐明设计原理。2.2信号采集采集语音信号，并对其进行FFT频谱分析，画出信号时域波形图和频谱图。2.3构造受干扰信号并对其进行FFT频谱分析对所采集的语音信号加入干扰噪声，对语音信号进行
3、回放，感觉加噪前后声音的变化，分析原因，得出结论。并对其进行FFT频谱分析，比较加噪前后语音信号的波形及频谱，对所得结果进行分析，阐明原因，得出结论。2.4数字滤波器设计根据待处理信号特点，设计合适数字滤波器，绘制所设计滤波器的幅频和相频特性。122.5信号处理用所设计的滤波器对含噪语音信号进行滤波。对滤波后的语音信号进行FFT频谱分析。画出处理过程中所得各种波形及频谱图。对语音信号进行回放，感觉滤波前后声音的变化。比较滤波前后语音信号的波形及频谱，对所得结果和滤波器性能进行频谱分析，阐明原因，得出结论。三、课程设计实现3.1语音信号的采集利用PC机上的声卡和
4、WINDOWS操作系统可以进行数字信号的采集。将话筒输入计算机的语音输入插口上,启动录音机。按下录音按钮,接着对话筒说话,说完后停止录音,屏幕左侧将显示所录声音的长度。点击放音按钮,可以实现所录音的重现。以文件名“12020.wav”保存入E:中，将文件以‘wav’格式保存。3.2语音信号的FFT频谱分析通过用windows录音之后，将录音的文件导入到MATLAB中，利用wavread函数对语音信号进行采样，并使用MATLAB绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图。12Wavread函数调用格式y=wavread（file）%读取file所规定的wav文件，
5、返回采样值放在向量y中。[y,fs,nbits]=wavread(file)%采样值放在向量y中，fs表示采样频率（hz），nbits表示采样位数。y=wavread（file，N）%读取钱N点的采样值放在向量y中。y=wavread（file，[N1,N2]）%读取从N1到N2点的采样值放在向量y中。对语音信号speech.wav进行采样其程序如下：[y,fs,nbits]=wavered('speech');%把语音信号进行加载入Matlab仿真软件平台中fs=8000nbits=8然后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中利
6、用fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。其程序如下：fs=8000,bits=8,T=1,Ts=1/fs;N=T/Ts;[x,fs,bits]=wavread('E:12020.wav');x=x(:,1);subplot(321);plot(x);sound(x,fs,bits);title('时域波形图')y=fft(x,1024);n=(fs/1024)*[1:1024];subplot(322);plot(n(1:512),abs(y(1:512)));12title('频谱图');程序结果如图3.2：图3.23.3构造受干扰信号并对其
7、进行FFT频谱分析在MATLAB软件平台下，给原始的语音信号叠加上噪声。噪声类型分为如下几种：（1）白噪声；（2）单频噪声（正弦干扰）；（3）多频噪声（多正弦干扰）；（4）其它干扰，可设置为低频、高频、带限噪声，或Chirp干扰、冲激干扰。这里我们叠加单频正弦干扰噪声。其程序如下：dt=0.01*sin(2*pi*7000*(1:size(x))/fs);%dt1=fft(dt,1024);%plot(n(1:512),abs(dt1(1:512)));12x1=x+dt';%sound(x1,fs,bits);y1=fft(x1,1024);subplot(
8、223);plot(x1);title
