【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目 基于 RLS 算法的多麥克風(fēng)降噪 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 指導(dǎo)教師 《信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》任務(wù)書 題 目 : 基于 RLS 算法的多麥克風(fēng)降噪 初始條件： Matlab 軟件、信號與系統(tǒng)、通信處理等 要求完成的主要任務(wù) : （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求） 設(shè)計(jì)任務(wù)： 給定主麥克風(fēng)錄制的受噪聲污染的語音信號和參考麥克風(fēng)錄 制的噪聲，實(shí)現(xiàn)語音增強(qiáng)的目標(biāo)，得到清晰的語音信號。 設(shè)計(jì)的要求： （ 1）閱讀參考資料和文獻(xiàn)，明晰算法的計(jì)算過程，理解 RLS 算法基本過程； （ 2）主麥克風(fēng)錄制的語音信號是 ，參考麥克風(fēng)錄制的參考噪聲是 ，用 matlab 指令讀取； （ 3）根據(jù)算法編寫相應(yīng)的 MATLAB 程序； （ 4）算法仿真收斂以后，得到增強(qiáng)的語音信號； （ 5）用 matlab 指令回放增強(qiáng)后的語音信號； （ 6）分別對增強(qiáng)前后的語音信號作頻譜分析。 參考書： [1] 劉泉 ,《信號與系統(tǒng)》 , 高等教育出版社 , 2020 年。 [2] 劉泉 ,《數(shù)字信號處理》 ,電子工業(yè)出版社 ,2020 年。 [3] Edward W. Kamen, Bonnie 編 ,《信號與系統(tǒng)基礎(chǔ) —— 應(yīng)用 Web 和MATLAB（第二版）》，科學(xué)出版社， 2020 年。 時(shí)間安排： 理論講解，老師布置課程設(shè)計(jì)題目，學(xué)生根據(jù)選題開始查找資料； 課程設(shè)計(jì)時(shí)間為 2周。 （ 1）理解相關(guān)技術(shù)原理，確定技術(shù)方案， 時(shí)間 2天； （ 2）選擇仿真工具，進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)與分析，時(shí)間 6天； （ 3）總結(jié)結(jié)果，完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告，時(shí)間 2天。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 目 錄 摘要 ............................................................ I Abstract....................................................... II 1 緒論 .......................................................... 1 緒論 .................................................... 1 任務(wù)與要求 .............................................. 2 2 信號處理基本原理 .............................................. 3 自適應(yīng)濾波器組成 ........................................ 3 自適應(yīng)干擾抵消原理 ...................................... 3 自適應(yīng)濾波原理 .......................................... 4 RLS 算法基本原理 ........................................ 5 3 方案設(shè)計(jì) ...................................................... 7 最小二乘算法 RLS 算法實(shí)現(xiàn) ................................ 7 RLS 算法程序程序設(shè)計(jì) .................................... 9 4 RLS 算法濾波方案實(shí)現(xiàn) ......................................... 11 信號的獲取 ............................................. 11 讀取語音文件 ........................................... 11 算法實(shí)現(xiàn) ............................................ 11 提取語音信號 ........................................... 12 5仿真結(jié)果與分析 ............................................... 15 原始音頻信號 ........................................... 15 麥克風(fēng)主語音信號 ....................................... 16 噪聲語音信號 ........................................... 17 降噪后語音信號 ......................................... 18 信號處理分析 ........................................... 19 原始語音信號與主語音信號分析 ..................... 19 主語音信號與降噪后語音信號分析 ................... 20 原始語音信號與降噪后語音信號分析 ................. 21 6總結(jié) ......................................................... 22 參考文獻(xiàn) ....................................................... 23 附錄 源程序 .................................................... 24 武漢理工大學(xué)《信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》報(bào)告 I 摘要 本次課程設(shè)計(jì) 題目為基于 RLS 算法的多麥克風(fēng)降噪， 要求使用 MATLAB軟件，運(yùn)用自適應(yīng)濾波中的 RLS 算法實(shí)現(xiàn)麥克風(fēng)降噪。 MATLAB 即矩陣 實(shí)驗(yàn)室，是一個(gè)可視化的計(jì)算程序，被廣泛的運(yùn)用在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，包括數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)擬合圖形圖像處理、系統(tǒng)模擬仿真功能。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力用外，它還提供了專業(yè)水平的符號計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。 在了解 RLS 算法的原理后，選擇了一段音頻文件，并利用它產(chǎn)生隨機(jī)噪聲，將噪聲和源文件疊加作為受噪聲污染的語音信號，而隨機(jī)噪聲則作為參考麥克風(fēng)語音信號，通過 MATLAB 編程實(shí)現(xiàn)語音增強(qiáng)的目標(biāo)，利用 RLS 算法對語音信號進(jìn)行降噪，得到清晰的語音信號。 關(guān)鍵詞： MATLAB，自適應(yīng)濾波， RLS 算法，麥克 風(fēng)降噪 武漢理工大學(xué)《信息處理課群綜合訓(xùn)練與設(shè)計(jì)》報(bào)告 II Abstract The curriculum design topic for noise reduction based on RLS algorithm microphone, requires the use of MATLAB software, the RLS adaptive kalman filtering algorithm microphone noise reduction. MATLAB matrix lab, is a visual calculation program, has been widely used in the field of scientific puting, including numerical calculation, data fitting of image processing, system simulation function. Besides excellent ability in numerical calculation with, it also provides a professional level of symbolic putation, word processing, visual modeling simulation and realtime control, and other functions. After knowing the principle of RLS algorithm, chose an audio file, and use it to produce random noise, the noise and the superposition of the source file as speech signal polluted by noise, and random noise is used as a reference microphone voice signal, through the MATLAB programming to realize the goal of speech enhancement, RLS algorithm is used to analyse the speech signal denoising, get clear speech signal. Keywords: MA