实验三FIR数字滤波器的设计和实现.doc

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1、实验三：FIR数字滤波器的设计和实现实验内容：录制自己的一段声音，长度为45秒，取样频率32kHz，然后叠加一个高斯白噪声，使得信噪比为20dB。请采用窗口法设计一个FIR带通滤波器，滤波噪声提高质量。请随实验报告同时提交原始加噪和滤波后的声音文件。提示：1.滤波器指标参考：通带边缘频率为4kHz，阻带边缘频率为4.5kHz，阻带衰减大于50dB；2.Matlab函数y=awgn(x,snr,'measured')，首先测量输入信号x的功率，然后对其叠加高斯白噪声；分析：整体思路为：读取声音文件——设计窗函数——将读取声音加白噪声—

2、—用设计窗函数滤波——生成滤波前后文件实验重点在于窗函数的设计，要求阻带衰减大于50dB，可以选择汉明窗或blackman窗。滤波后，我们还可以通过DFT变换观察比较滤波前后的频谱波形。matlab代码：fs=32000;bits=16;%读取文件[x,fs,bits]=wavread('C:UsersOceanDesktopsound.wav');%设计窗wp=8000*pi/fs;ws=9000*pi/fs;wdelta=ws-wp;N=ceil(11*pi/wdelta);wn=(ws+wp)/2;b=fir1(N,w

3、n/pi,blackman(N+1));%加白噪声与滤波后序列x1=awgn(x,20,'measured');x2=filter(b,1,x1);%频域X1=fft(x1,1024);X2=fft(x2,1024);%画滤波前后的频谱图f=fs*(0:511)/1024;subplot(2,1,1);plot(f,abs(X1(1:512)));title('滤波前频谱')xlabel('Hz');ylabel('幅度');subplot(2,1,2)plot(f,abs(X2(1:512)));title('滤波后频谱')xla

4、bel('Hz');ylabel('幅度');%生成滤波前后的声音文件wavwrite(x1,fs,bits,'C:UsersOceanDesktopsound1.wav');wavwrite(x2,fs,bits,'C:UsersOceanDesktopsound2.wav');运行结果：>Inwavwrite>PCM_Quantizeat287Inwavwrite>write_wavedatat309Inwavwriteat138Infir_filterat26结果分析：我们可以通过滤波前后的频谱观察到，滤波是有

5、效的，去除了音频范围外无用的噪声。通过生成的两个滤波前后的文件，我们也可以清晰地听到，滤波后噪声音量大大降低。实验总结：本次实验加深了我对窗函数法设计滤波器的理解，并更加熟悉了窗函数的设计步骤，通过具体实践，感受到了声音在滤波前后的变化，以及不同类型的窗函数对滤波效果的影响，同时也对matlab使用更加熟练。