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1、目录第一章基于Matlab的信号处理系统概述1第二章音频信号处理系统的各单元设计1第一节信号的采集与Matlab读取1第二节FIR滤波器的设计2第三节滤波后信号4第四节将处理过的信号保存为目标文件6第三章课程设计心得体会7附录FDA工具箱的使用8参考文献99第一章基于Matlab的信号处理系统概述为了巩固所学的数字信号处理理论知识,使学生对信号的采集、处理、传输、显示和存储等有一个系统的掌握和理解,特开设了Matlab课程设计。内容如下：要求学生在MATLAB中采集语音信号，并对所采集的语音信号进行时域和频谱分析。给定滤波
2、器的性能指标，采用窗函数法设计滤波器滤出高频成分的信号，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化。第二章音频信号处理系统的各单元设计第一节信号的采集与Matlab读取在这里为了简化处理过程，直接采用Windows系统安装时自带的文件作为音频信号源，下面是信号读取的Matlab源程序：%音频信号源的读取clear;clc;%清理命令窗里内容和变量[signal,fs,bits]=wavread('D:Matlabr2007aworksignalwindowsxp¹Ø»ú.wav')
3、;%读信源，signal为音频数据，fs为采样频率，bits为量化位数subplot(2,1,1);plot(signal);title('原始信号时域波形图');%绘制原始信号时域波形图Signal=fft(signal);%对原始信号进行快速傅立叶变换9subplot(2,1,2);plot(abs(Signal));title('原始信号频谱图');%绘制原始信号频谱图sound(f,22050);%回放原始语音信号图形如下所示：由频谱图可以看出信号能量集中在低频部分，为了减少无用的高频分量我设计了以下的FIR滤波器
4、将其滤除。第二节FIR滤波器的设计滤波器是信号处理过程中必不可少的环节，为了达到课题的要求，该设计采用窗函数法完成了满足以下指标的低通滤波器。通带截频fp=3000Hz，阻带截频fs=3500Hz，通带最大衰减0.3dB，阻带最小衰减50dB，采样频率fs为信号源采样频率22050Hz。源程序如下：%Wp=3000*2*pi;Ws=3500*2*pi;Ap<=0.3dB;As>=50dB;fs=22050Hz9Wp=3000*2*pi;Ws=3500*2*pi;Ap=0.3;As=50;fs=22050;wp=Wp/fs;
5、ws=Ws/fs;%归一化通带截频，阻带截频wdelta=ws-wp;%过渡带宽%由阻带最小衰减指标确定选用汉明窗，并确定其阶数N=ceil(6.6*pi/wdelta)Nw=N;n=0:N-1;m=n-alpha+eps;%理想滤波器脉冲响应wc=(wp+ws)/2;%理想截频hd=sin(wc*m)./(pi*m);%采用汉明窗设计win=hamming(Nw);h=hd.*win';b=h;[H,f]=freqz(b,1,512,fs);%绘制滤波器的幅频响应图plot(f，20*log10(abs(H)))xlab
6、el('频率');ylabel('幅度');title(‘滤波器幅频特性’);gridon;幅频特性曲线如下所示：9第三节滤波后信号源程序如下：[signal,fs,bits]=wavread('D:Matlabr2007aworksignalwindowsxp¹Ø»ú.wav');%信号读取sound(signal,fs);y=fftfilt(b,signal);%滤波输出figure(2)subplot(2,1,1),plot(x),title('输入信号')%绘制输入信号subplot(2,1,2),plo
7、t(y)%绘制输出信号xlabel('时间/s'),title('输出信号')sound(y,fs);%输入输出频谱Signal=fft(signal);Y=fft(y);9figure(3);subplot(2,1,1);plot(abs(Signal));xlabel('频率');ylabel('幅度');title('输入信号频谱');gridon;subplot(2,1,2);plot(abs(Y));xlabel('频率');ylabel('幅度');title('输出信号频谱');gridon;时域图如下：频谱
8、图如下：9对比输入输出频谱图可以发现，经过低通滤波器以后高频成分被很好的滤除掉了。第四节将处理过的信号保存为目标文件信号处理只是一个过程，为了达到我们最终的目标，我们必须将经过处理的信号保存起来，这是信号处理的最后一个步骤，为此下面这个程序必不可少。源程序如下：%保存处理后的文件为result.wavw
