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1、DSP课程设计实验一、语音信号的频谱分析：要求首先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，可以利用函数fft对信号进行快速傅立叶变换，得到信号的频谱特性，从而加深对频谱特性的理解。其程序为：>>[y,fs,bits]=wavread('I:xp.wav',[10245120]);>>sound(y,fs,bits);>>Y=fft(y,4096);>>subplot(221);plot(y);title('原始信号波形');>>subplot(212);plot(abs(Y));t
2、itle('原始信号频谱');程序运行结果为：二、设计数字滤波器和画出频率响应：根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标：低通滤波器性能指标，=1000Hz，=1200Hz，=100dB，=1dB；高通滤波器性能指标，=4800Hz，=5000Hz，=100dB，=1dB；带通滤波器性能指标，=1200Hz，=3000Hz，=1000Hz，=3200Hz，=100dB，=1dB；要求学生首先用窗函数法设计上面要求的三种滤波器，在MATLAB中，可以利用函数firl设计FIR滤波器；然后再用双线性变换法设计上面要
3、求的三种滤波器，在MATLAB中，可以利用函数butte、cheby1和ellip设计IIR滤波器；最后，利用MATLAB中的函数freqz画出各种滤波器的频率响应，这里以低通滤波器为例来说明设计过程。低通：用窗函数法设计的低通滤波器的程序如下：>>fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050;>>wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs;>>N=ceil((As-7.95)/(14.36*(wc-wp)/2))+1;>>beta=0.1102*(As-8.7);>>Win=Kais
4、er(N+1,beta);>>b=firl(N,wc,Win);>>freqz(b,1,512,fs);程序运行结果：这里选用凯泽窗设计，滤波器的幅度和相位响应满足设计指标，但滤波器长度（N=708）太长，实现起来很困难，主要原因是滤波器指标太苛刻，因此，一般不用窗函数法设计这种类型的滤波器。用双线性变换法设计的低通滤波器的程序如下：>>fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050;>>wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs;>>[n,wn]=ellipord(wp,wc,Ap,A
5、s);>>[b,a]=ellip(n,Ap,As,wn);>>freqz(b,a,512,fs);程序运行结果如图所示：这里选用椭圆函数设计，滤波器的幅度和相位响应满足设计指标，滤波器长度为N=11.一、用滤波器对信号进行滤波：比较两种滤波器的性能，然后用性能好的滤波器对采集的信号进行滤波，在MATLAB中，FIR滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波，IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。二、比较滤波前后语音信号的波形及频谱:要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱，其程序如下:>>x=filt
6、er(b,a,y);>>X=fft(x,4096);>>subplot(211);plot(x);title('滤波后信号的波形');>>title('滤波后信号的波形');>>subplot(212);plot(abs(X));title('滤波后的频谱');>>sound(x,fs);>>sound(x,fs);>>sound(x,fs,bits程序运行结果如图：一、回放语音信号：在MATLAB中，函数sound可以对声音进行回放。其调用格式为;sound(x,fs,bits);可以感觉滤波前后的声音有变化。
7、二、设计系统界面：为了使编织的程序操作方便，对于有能力的学生，可以利用MATLAB进行图形用户界面的设计，在所设计的系统界面上可以选择滤波器的类型，输入滤波器的参数，显示滤波器的频率响应，选择信号等。七、其他滤波器的设计：切比雪夫高通滤波器：>>ft=8000;>>fp=3000;>>fs=3500;>>wp1=tan(pi*fp/ft);>>ws1=tan(pi*fs/ft);>>wp=1;>>ws=wp1*wp/ws1;>>[N,wc]=cheb1ord(wp,ws,1,50,'s');>>[B,A]=che
8、by1(N,1,wc,'s');>>[b,a]=lp2hp(B,A,wn);>>[num1,den1]=bilinear(b,a,0.5);>>[h,w]=freqz(num1,den1);>>h=(h(1:501))';>>w=(w(1:501))';>>plot(w/pi,abs(h));>>legend('Cheby');滤波：>>yCheby=filter(b,a
