dsp课程设计报告-语音信号的fir滤波器处理

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1、DSP课程设计报告语音信号的FIR滤波器处理姓名：班级：12电信3学号：指导老师：日期：2015.06.02～2014.06.19华南农业大学电子工程学院摘要随着信息与数字技术的发展，数字信号处理已经成为当今极其重要而学科与技术领域之一。它在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理的基本方法中，通常会涉及到变换、滤波、频谱分析、调制解调和编码解码等处理。其中滤波是应用非常广泛的一个环节，数字滤波器的理论和相关设计也一直都是人们研究

2、的重点之一。FIR滤波器的是非递归的，稳定性好，精度高；更重要的是，FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特征。因此，它在高保真的信号处理，如数字音频、图像处理、数据传输和生物医学等领域得到广泛应用。CSS集成开发环境使用CCS内置的软件仿真simulator对程序进行编译，调试和运行，主要用于检测目标程序运行的正确性和连贯性,并能通过仿真器与目标板连接，在目标板上实时观察效果。在本次设计中，我们选择的课题是基于DSP的语言信号的FIR滤波处理。首先利用MATLAB进行了仿

3、真，得到滤波前后的时域波形和频谱。然后通过调用MATLAB的分析工具FDATOOL，根据仿真结果导出了滤波器的相关参数，将原始信号数据和滤波器参数输入CCS进行DSP编程。最后在DSP中实现了FIR低通滤波，并通过CCS的频谱分析功能查看了最终DSP的滤波效果。关键词:语音信号处理FIR滤波MATLABCCS目录1.前言42.设计需求43.滤波器设计原理介绍43.1数字滤波器设计原理43.2FIR滤波器的基本结构53.3滤波器的特点53.4窗函数的介绍64.FIR滤波器的设计74.1FIR滤波器

4、设计74.2窗函数设计的基本方法74.3滤波器的算法实现75.FIR滤波器的MATLAB设计86.FIR滤波器的DSP实现106.1CCS设计与仿真106.2CCS仿真结果136.调试问题及解决办法167.设计感想16参考文献178.附录171前言通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用、最方便的交换信息的方法，因此，如何去除混杂在有用信号中的噪声并获得低损甚至无损的有用语音信号成为语音信号处理（即用数字信号处理技术和语言学知识对语音信号进行处理并提取有用信息）至关重要的问题。但是因为语音识

5、别技术对信号噪声非常敏感，系统本身和器件对系统的处理结果都有着不可忽视的干扰，因此很难实现效果较好的语音信号滤波处理。而DSP因为运算速度快，片上资源丰富和能够实现复杂的线性和非线性算法等特性，在语音信号处理技术方面有明显的优势。在数字信号处理中，滤波占有极其重要的地位。数字滤波是语音信号处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用的基本处理算法。用DSP芯片实现数字滤波除了具有稳定性好、精确度高、不受环境影响等优点外，还具有灵活性好等特点。本文介绍了数字滤波器的设计基础及用窗函数法设计FIR滤波器

6、的方法，运用MATHLAB语言实现了低通滤波器的设计并用CCS2.0进行观察效果。2设计需求1）滤波器的设计的原理介绍2）FIR滤波器的设计3）FIR滤波器的DSP实现4）滤波器为低通滤波器，并用用语音信号通过滤波器后查看滤波效果是否达到设计要求，进行FIR滤波器的检验根据老师的的意见，我们自己拟定了滤波器的指标：Fs=8000hz，Wp=1500Hz，Ws=2000Hz，通带波纹为0.01，阻带波纹为0.1，N=37。3滤波器设计原理介绍3.1数字滤波器的设计原理数字滤波器的设计问题就是寻找一

7、组系数ai和bi，使得其性能在某种意义上逼近所要求的特性。如果在s平面上去逼近，就得到模拟滤波器，如果在z平面上去逼近，则得到数字滤波器。数字滤波是将输入的信号序列，按规定的算法进行处理，从而得到所期望的输出序列。一个线性位移不变系统的输出序列y(n)和输入序列x(n)之间的关系，应满足常系数线性差分方程：（2.1.1）x(n)为输入序列，y(n)为输出序列，ai、bi为滤波器系数，N为滤波器的阶数。3.2FIR滤波器的基本结构在式2.1.1中，若所有的ai均为0，则得FIR滤波器的差分方程：（

8、2.2.1）对式（2.2.1）进行z变换，可得FIR滤波器的传递函数：（2.2.2）由此可得到FIR滤波器的结构如图1所示。FIR滤波器的单位冲击响应h(n)是一个有限长序列。若h(n)为实数，且满足偶对称或奇对称的条件，即h(n)=h(N-1-n)或h(n)=-h(N-1-n)，则FIR滤波器具有线性相位特性。3.3滤波器的特点优点：（1）很容易获得严格的线性相位，避免被处理的信号产生相位失真，这一特点在宽频带信号处理、阵列信号处理、数据传输等系统中非常重要；（2）可以在幅度特性随意设计的同时