数字信号处理课程设计--数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用

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1、课程设计报告课程名称数字信号处理课题名称数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用专业通信工程班级通信工程1101学号201103020127姓名皮锋指导教师胡瑛张细政2013年9月8日湖南工程学院课程设计任务书课程名称数字信号处理课题数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用专业班级通信工程1101学生姓名皮锋学号201103020127指导老师胡瑛张细政审批任务书下达日期2013年9月1日任务完成日期2013年9月8日《数字信号处理》课程设计任务书一、设计目的综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具

2、进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。二、设计要求1、MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。2、Windows环境下语音信号采集的方法。3、数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。4、TLAB设计FIR和nR数字滤波器的方法。5、用MATLAB对信号进行分析和处理6、计报告4000以上，含程序设计说明，用户使用说明，源程序清单及程序框图。7、机演示。8、有详细的文档。文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相应的分析与结论。三、进度安排第一周星期一：课题讲解，查阅资料　星期二:总体设计，详细设计星期三：编程，上机调试、修改程序星期

3、四：上机调试、完善程序星期五：答辩星期六-星期天：撰写课程设计报告附：课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。正文的内容:一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分；三、主要功能的实现；四、程序调试；五、总结；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）；七、评分表。目录1.课题的主要功能11.1问题描述11.2功能要求12.课题的功能模块的划分22.1语音信号采集22.3含噪语音信号合成42.4数字滤波器设计及滤波42.

4、5回放语音信号43.滤波器实现的原理53.1带阻滤波器63.2低通滤波器83.3高通滤波104.程序调试125.总结136.附件146.1带阻滤波146.2低通滤波156.3高通滤波167.评分表181.课题的主要功能1.1问题描述录制一段课程设计学生的语音信号并保存为文件，要求长度不小于10秒，并对录制的信号进行采样，使用MATLAB绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图。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）单频噪色（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，

5、或Chirp干扰、冲激干扰。绘出叠加噪声后的语音信号时域和频谱图，在视觉上与原始语音信号图形对比，也可通过Windows播放软件从听觉上进行对比，分析并体会含噪语音信号频谱和时域波形的改变。给定滤波器的规一化性能指标（参考指标,实际中依据每个同学所叠加噪声情况而定），对滤波后的语音信号进行回放，感觉滤波前后语音信号的变化。1.2功能要求采用IIR滤波器的完全设计函数来设计各型IIR滤波器（Butterworth型与切比雪夫I型、切比雪夫Ⅱ型和椭圆型的低通、高通、带通、带阻中的至少3种类型），滤掉在MATLAB软件平台下，给原始的语音信号叠加上噪声，绘出滤波器的频域响

6、应。并用这些数字滤波器对含噪语音信号分别进行滤波处理，比较不同方法下设计出来的数字滤波器的滤波效果，并从理论上进行分析（或解释）。对滤波后的语音信号进行回放，感觉滤波前后语音信号的变化。171.课题的功能模块的划分图2-1课题的功能模块图2.1语音信号采集使用Windows自带的录音机，在安静、干扰小的环境下录音。按“开始”—“程序”—“附件”—“娱乐”—“录音机”的顺序打开windows中的录音机软件。如图2-1所示：图2-2系统录音界面录制一段自己的话音“信号”，按文件—属性—立即转换—8000KHz，8位，单声道到底顺序，时间控制在10秒以上，然后将音频文件保

7、存“好男人.wav”172.2语音信号分析使用MATLAB绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图，其主要的程序代码和信号时域波形图和频谱图如下：[x1,fs,bits]=wavread('i:/好男人_new');%sound(x1,fs,bits);y1=fft(x1,32768);figure(1)subplot(2,1,1)plot(x1);title('原始语音信号时域波形');subplot(2,1,2)plot(abs(y1));title('原始语音信号频谱')图2-3原始语音信号波形172.3含噪语音信号合成（1）在原语音信号上加单频余弦信号，其