【正文】 渾厚。語音中頻成分音質(zhì)有力度，有通透感。4．體會與收獲以往都是通過課本來感性的認(rèn)知語音信號，通過本次的課程設(shè)計，讓我對語音信號有了一個較為實際的認(rèn)識。于此同時，讓我再次把數(shù)字信號處理及數(shù)字濾波器的設(shè)計方法重新進(jìn)行了復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)。而對于Matlab，也再次讓我感受到了其功能的強(qiáng)大。最為重要的是，本次課 17程設(shè)計讓我重新審視了學(xué)習(xí)的過程：只去做實驗是不行的，首先還是要思考，遇到了問題查書籍，百度搜索也只是一種手段，更加重要的是想，再理解，只有這樣才能真正的做好實驗。《數(shù)字信號處理》錢同惠、百度文庫第三篇：數(shù)字信號處理課程設(shè)計..課程設(shè)計報告課程名稱： 數(shù)字信號處理 課題名稱： 語音信號的處理與濾波姓 名： 學(xué) 號： 院 系： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2013年7月2日目錄第1部分 課程設(shè)計報告………………………………………3 一．設(shè)計目的……………………………………………3 二．設(shè)計內(nèi)容……………………………………………3 三．設(shè)計原理……………………………………………3 四．具體實現(xiàn)……………………………………………5 …………………………………5 ………………………8 …………………13 ………………………………19 ……………………19 ……………………………22 五． 結(jié)果分析……………………………………………27 第2部分 課程設(shè)計總結(jié)………………………………28 一． 參考文獻(xiàn)……………………………………………28第1部分 課程設(shè)計報告一．設(shè)計目的綜合運(yùn)用本課程的理論知識進(jìn)行頻譜分析以及濾波器設(shè)計，通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，并利用MATLAB作為工具進(jìn)行實現(xiàn)，從而復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)的理論知識，提高對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，并從實踐上初步實現(xiàn)對數(shù)字信號的處理。二．設(shè)計內(nèi)容錄制一段個人自己的語音信號，并對錄制的信號進(jìn)行采樣；畫出采樣后語音信號的時域波形和頻譜圖；給定濾波器的性能指標(biāo)，采用窗函數(shù)法和雙線性變換法設(shè)計濾波器，并畫出濾波器的頻率響應(yīng)；然后用自己設(shè)計的濾波器對采集的信號進(jìn)行濾波，畫出濾波后信號的時域波形和頻譜，并對濾波前后的信號進(jìn)行對比，分析信號的變化；回放語音信號；換一個與你性別相異的人錄制同樣一段語音內(nèi)容，分析兩段內(nèi)容相同的語音信號頻譜之間有什么特點(diǎn)；再錄制一段同樣長時間的背景噪聲疊加到你的語音信號中，分析疊加前后信號頻譜的變化，設(shè)計一個合適的濾波器，能夠把該噪聲濾除；三．設(shè)計原理，利用函數(shù)wavrecord()，wavwrite(),wavread(),wavplay()對語音信號進(jìn)行錄制，存儲，讀取，回放。=fft(x)對采集的信號做快速傅立葉變換，并用[h1,w]=freqz(h)進(jìn)行DTFT變換。 DF線性相位的概念，即線性相位對h(n)、H(w)及零點(diǎn)的約束，了解四種FIR DF的頻響特點(diǎn)。，F(xiàn)IR濾波器利用函數(shù)fftfilt對信號進(jìn)行濾波。連續(xù)信號經(jīng)理想抽樣后時域、頻域發(fā)生的變化（理想抽樣信號與連續(xù)信號頻譜之間的關(guān)系）理想抽樣信號能否代表原始信號、如何不失真地還原信號即由離散信號恢復(fù)連續(xù)信號的條件（抽樣定理）理想采樣過程描述： 時域描述：?a(t)=xa(t)dT(t)=229。xa(t)d(tnT)=229。xa(nT)d(tnT)xn=165。n=165。165。165。dT(t)=頻域描述：利用傅氏變換的性質(zhì)，時域相乘頻域卷積，若n=165。229。d(tnT)165。?a(t)Xa(jW)171。xXa(jW)171。xa(t)DT(jW)171。dT(t)則有?(jW)=1X(jW)*D(jW)XaaT2p1165。2p1165。?Xa(jW)=229。Xa(jWjk)=229。Xa(jWjkWs)Tk=165。TTk=165。?(jW)與X(jW)的關(guān)系：理想抽樣信號的頻譜是連續(xù)信號頻譜的Xaa周期延拓,重復(fù)周期為Ws(采樣角頻率)。如果：236。X(jW)239。Xa(jW)=237。a239。238。0WWs/2W179。Ws/2即連續(xù)信號是帶限的，且信號最高頻率不超過抽樣頻率的二分之一，則可不失真恢復(fù)。奈奎斯特采樣定理：要使實信號采樣后能夠不失真還原，采樣頻率必須大于信號最高頻率的兩倍：Ws179。2Wh 或 fs179。2fh四．具體實現(xiàn)在MATLAB中用wavrecord、wavread、wavplay、wavwrite對聲音進(jìn)行錄制、讀取、回放、存儲。程序如下：Fs=8000。%抽樣頻率 time=3。%錄音時間 fprintf(39。按Enter鍵錄音%ds39。,time)。%文字提示 pause。%暫停命令 fprintf(39。錄音中......39。)。x=wavrecord(time*Fs,Fs,39。double39。)。%錄制語音信號 fprintf(39。錄音結(jié)束39。)。%文字提示 fprintf(39。按Enter鍵回放錄音39。)。pause。%暫停命令wavplay(x,Fs)。%按任意鍵播放語音信號wavwrite(x,Fs,39。C:39。)。%存儲語音信號N=length(x)。%返回采樣點(diǎn)數(shù) df=fs/N。%采樣間隔 n1=1:N/2。f=[(n11)*(2*pi/N)]/pi。%頻帶寬度 figure(2)。subplot(2,1,1)。plot(x)。%錄制信號的時域波形 title(39。原始信號的時域波形39。)。%加標(biāo)題 ylabel(39。幅值/A39。)。%顯示縱坐標(biāo)的表示意義 grid。%加網(wǎng)格y0=fft(x)。%快速傅立葉變換 figure(2)。subplot(2,1,2)。plot(f,abs(y0(n1)))。%原始信號的頻譜圖 title(39。原始信號的頻譜圖39。)。%加標(biāo)題 xlabel(39。頻率w/pi39。)。%顯示橫坐標(biāo)表示的意義 ylabel(39。幅值 39。)。%顯示縱坐標(biāo)表示的意義 title(39。原始信號的頻譜圖39。)。%加標(biāo)題grid。%加網(wǎng)格 原始信號的時域與頻譜圖針對實際發(fā)出聲音落后錄制動作半拍的現(xiàn)象，如何拔除對無效點(diǎn)的采樣的問題: 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是錄音開始時，人的反應(yīng)慢了半拍，導(dǎo)致出現(xiàn)了一些無效點(diǎn)，而后而出現(xiàn)的無效的點(diǎn)，主要是已經(jīng)沒有聲音的動作，先讀取聲音出來，將原始語音信號時域波形圖畫出來，根據(jù)己得到的信號，可以在第二次讀取聲音的后面設(shè)定采樣點(diǎn)，取好有效點(diǎn)，畫出濾除無效點(diǎn)后的語音信號時域波形圖，對比可以看出。這樣就可以解決這個問題。x=wavread(39。C:39。, 7[4000,24000])。%從4000點(diǎn)截取到24000結(jié)束 plot(x)。%畫出截取后的時域圖形 title(39。截取后的聲音時域圖形39。)。%標(biāo)題 xlabel(39。頻率39。)。ylabel(39。振幅39。)。grid。%畫網(wǎng)格 去除無效點(diǎn)MATLAB程序如下。%低通濾波fp=1000。fs=1200。Fs=22050。rp=1。rs=100。wp=2*pi*fp/Fs。ws=2*pi*fs/Fs。Fs1=1。wap=2*tan(wp/2)。was=2*tan(ws/2)。[N,wc]=buttord(wap,was,rp,rs,39。s39。)。[B,A]=butter(N,wc,39。s39。)。[Bz,Az]=bilinear(B,A,Fs1)。figure(1)。[h,w]=freqz(Bz,Az,512,Fs1*22050)。plot(w,abs(h))。title(39。巴特沃斯低通濾波器39。)。xlabel(39。頻率（HZ）39。)。ylabel(39。耗損（dB）39。)。gridon。9 巴特沃思低通濾波器MATLAB程序如下。%高通濾波fp=4800。fs=5000。Fs=22050。rp=1。rs=100。wp=2*pi*fp/Fs。ws=2*pi*fs/Fs。T=1。Fs1=1。wap=2*tan(wp/2)。was=2*tan(ws/2)。10[N,wc]=buttord(wap,was,rp,rs,39。s39。)。[B,A]=butter(N,wc,39。high39。,39。s39。)。[Bz,Az]=bilinear(B,A,Fs1)。figure(1)。[h,w]=freqz(Bz,Az,512,Fs1*22050)。plot(w,abs(h))。title(39。巴特沃斯高通濾波器39。)。xlabel(39。頻率（HZ）39。)。ylabel(39。耗損（dB）39。)。grid on。MATLAB程序如下。%帶通濾波fp=[1200,3000]。fs=[1000,3200]。Fs=8000。rp=1。rs=100。wp=2*pi*fp/Fs。ws=2*pi*fs/Fs。T=1。Fs1=1。wap=2*tan(wp/2)。was=2*tan(ws/2)。[N,wc]=buttord(wap,was,rp,rs,39。s39。)。[B,A]=butter(N,wc,39。s39。)。[Bz,Az]=bilinear(B,A,Fs1)。figure(4)。[h,w]=freqz(Bz,Az,512,Fs1*1000)。plot(w,abs(h))。title(39。巴特沃斯帶通濾波器39。)。xlabel(39。頻率（HZ）39。)。ylabel(39。耗損（dB）39。)。grid on。123．將聲音信號送入濾波器濾波x=wavread(39。C:39。)。%播放原始信號wavplay(x,fs)。%播放原始信號 N=length(x)。%返回采樣點(diǎn)數(shù) df=fs/N。%采樣間隔 n1=1:N/2。f=[(n11)*(2*pi/N)]/pi。%頻帶寬度 figure(4)。subplot(4,2,1)。plot(x)。%錄制信號的時域波形title(39。原始信號的時域波形39。)。%加標(biāo)題 ylabel(39。幅值/A39。)。%顯示縱坐標(biāo)的表示意義 grid。%加網(wǎng)格y0=fft(x)。%快速傅立葉變換 subplot(4,2,3)。plot(f,abs(y0(n1)))。%原始信號的頻譜圖 title(39。原始信號的頻譜圖39。)。%加標(biāo)題 xlabel(39。頻率w/pi39。)。%顯示橫坐標(biāo)表示的意義 ylabel(39。幅值 39。)。%顯示縱坐標(biāo)表示的意義 title(39。原始信號的頻譜圖39。)。%加標(biāo)題 grid。%加網(wǎng)格3．1低通濾波器濾波 fs=8000。beta=。wc=2*pi*1000/fs。ws=2*pi*1200/fs。width=wswc。wn=(ws+wc)/2。n=ceil(*pi /width)。h=fir1(n,wn/pi,39。band39。,kaiser(n+1,beta))。[h1,w]=freqz(h)。ys=fftfilt(h,x)。%信號送入濾波器濾波，ys為輸出 fftwave=fft(ys)。%將濾波后的語音信號進(jìn)行快速傅立葉變換 figure(4)。subplot(4,2,2)。%在四行兩列的第二個窗口顯示圖形 plot(ys)。%信號的時域波形title(39。低通濾波后信號的時域波形39。)。%加標(biāo)題 xlabel(39。頻率w/pi39。)。ylabel(39。幅值/A39。)。%顯示標(biāo)表示的意義 grid。%網(wǎng)格subplot(4,2,4)。%在四行兩列的第四個窗口顯示圖形 plot(f, abs(fftwave(n1)))。%繪制模值 xlabel(39。頻率w/pi39。)。ylabel(39。幅值/A39。)。%顯示標(biāo)表示的意義title(39。低通濾波器濾波后信號的頻譜圖39。)。%標(biāo)題 grid。%加網(wǎng)格wavplay(ys,8000)。%播放濾波后信號3．2高通濾波器濾波 fs=8000。beta=。ws=2*5000/fs。wc=2*4800/fs。width=wswc。wn=(ws+wc)/2。n=ceil(*pi/width)。h=fir1(n,wn/pi, 39。high39。,kaiser(n+2,beta))。[h1,w]=freqz(h)。ys=fftfilt(h,x)。%將信號送入高通濾波器濾波 subplot(4,2,5)。%在四行兩列的第五個窗口顯示圖形 plot(ys)。%信號的時域波形 xlabel(39。頻率w/pi39。)。ylabel(39。幅值/A39。)。%顯示標(biāo)表示的意義 title(39。高通濾波后信號的時域波形39。)。%標(biāo)題 ylabel(39。幅值/A39。)。%顯示縱坐標(biāo)的表示意義 grid。%網(wǎng)格fftwave=fft(ys)。%將濾波后的語音信號進(jìn)行快速傅立葉變換 subplot(4,2,7)。%在四行兩列的第七個窗口顯示圖形 plot(f,abs(fftwave(n1)))。%繪制模值 axis([0 1 0 50])。xlabel(39。頻率w/pi39。)。ylabel(39。幅值/A39。)。%顯示標(biāo)表示的意義title(39。高通濾波器濾波后信號的頻譜圖39。)。%標(biāo)題 grid。%加網(wǎng)格wavplay(ys,8000)。%播放濾波后信號3．3帶通濾波器 fs=8000。beta=。wc1=2*pi*1000/fs。wc2=2*pi*3200/fs。ws1=2