【正文】 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 在 Matlab 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的去噪研究和仿真 作者姓名： 王青天 專業(yè)班級(jí)： 電子 1 班 指導(dǎo)教師：鐘曉玲 摘要 語(yǔ)音信號(hào)在數(shù)字信號(hào)處理中占有極其重要的地位 ，因此選擇通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的研究來(lái)鞏固和掌握數(shù)字信號(hào)處理的基本能力十分具有代表性。 對(duì)數(shù)字信號(hào)處理離不開(kāi)濾波器，因此濾波器的設(shè)計(jì)在信號(hào)處理中占有極其重要的地位。而MATLAB 軟件工具箱提供了對(duì)各種數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。本論文“ 在 MATLAB 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的去噪研究與仿真 ” 綜合運(yùn)用了數(shù)字信號(hào)處理的各種基本知識(shí) ，進(jìn)而 對(duì)不帶噪語(yǔ)音信號(hào) 進(jìn)行 譜分析 以及帶噪語(yǔ) 音信號(hào)進(jìn)行譜分析和濾波處理。通過(guò)理論推導(dǎo)得出相應(yīng)的結(jié)論，再通過(guò)利用 MATLAB 作為編程工具來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)比價(jià)已驗(yàn)證推導(dǎo)出來(lái)的結(jié)論。在設(shè)計(jì)過(guò)程中， 通過(guò) 設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器和 IIR 數(shù)字濾波器來(lái)完成濾波處理。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，運(yùn)用了 MATLAB 對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)中的圖形的繪制和一些數(shù)據(jù)的計(jì)算以及仿真。 關(guān)鍵字 濾波器 ； MATLAB； 仿真 ； 濾波 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Speech signle denoising and simulation in MATLAB platform ABSTRACT Digital signal processing can not be separated from the filter, the filter design occupies an extremely important role in signal processing. The MATLAB software toolbox provides a variety of digital filter design. The subject of the use of basic knowledge of digital signal processing, speech signal and the noisy speech signal specctral snalysis and filtering,By the theoretical derivation of the corresponding conclusions, then to the puter through the use of MATLAB as a programming tool To achieve parity to verify the conclusions derived. In the design process, using the windoow function design FIR digital filter,IIR digital filter using cut design than Chebyshev, Butterworth and bilinear variation method. In the design process,the use of puter and simulation of MATLAB the entire design, graphics rendering,and some date. Key words filter； MATLAB； simulation； filtering 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目錄 摘要 ..................................................................................................................................I ABSTRACT .................................................................................................................... II 第 1 章 前言 ................................................................................................................... 1 研究的意義 ...................................................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................................................................. 1 研究的內(nèi)容 ...................................................................................................... 2 第 2 章 語(yǔ)音信號(hào)去噪方法的研究 ................................................................................... 4 去噪的原理 ...................................................................................................... 4 采樣定理 ................................................................................................... 4 采樣頻率 ................................................................................................... 5 去噪的方法 ...................................................................................................... 5 FIR 濾波器基本結(jié)構(gòu)： ........................................................................................ 7 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 8 第 3章 濾波器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) .......................................................................................... 10 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的基本原理 ......................................................................... 10 IIR 數(shù)字濾波 器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) ................................................................... 13 第四章 去噪及仿真的研究 ............................................................................................. 16 語(yǔ)音文件在 MATLAB 平臺(tái)上的錄入與打開(kāi) ............................................. 16 原始語(yǔ)音信 號(hào)頻譜分析及仿真 .................................................................... 16 加噪語(yǔ)音信號(hào)頻譜分析及仿真 .................................................................... 20 (1)正弦波信號(hào)加入原始語(yǔ)音信號(hào) ...................................................................... 20 去噪及仿真 .................................................................................................... 24 結(jié)合去噪后的頻譜圖對(duì)比兩種方式濾波的優(yōu)缺點(diǎn) .................................... 25 總結(jié) ............................................................................................................................... 27 致謝 ............................................................................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 29 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 前言 研究 的 意義 語(yǔ)音是語(yǔ)言的聲學(xué)表現(xiàn)，是人類交流信息最自然、最有效、最方便的手段。隨著社會(huì)文化的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類開(kāi)始進(jìn)入了信息化時(shí)代，用現(xiàn)代手段研究語(yǔ)音處理技術(shù)，使人們能更加有效地產(chǎn)生、傳輸、存儲(chǔ)、和獲取語(yǔ)音信息，這對(duì)于促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展具有十分重要的意義，因此，語(yǔ)音信號(hào)處理正越來(lái)越受到 人們的關(guān)注和廣泛的研究。 語(yǔ)音信號(hào)是 信息技術(shù)處理中最重要的一門科學(xué)，是人類社會(huì)幾步的標(biāo)志。那么 什么是語(yǔ)音？語(yǔ)音 是 人類 特有的功能，也是人類 獲取外界信息的重要工具，也是人與人交流必不可少的重要手段。 那么什么又是信號(hào)？ 那信號(hào)是什么呢？信號(hào)是傳遞信息的函數(shù)。離散時(shí)間信號(hào) ——序列 ——可以用圖形來(lái)表示 。 語(yǔ)音信號(hào)處理 是一門用研究數(shù)字信號(hào)處理研究信號(hào)的科學(xué)。它是一新興的信 息科學(xué)，同時(shí)又是綜合多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的一門交叉科學(xué)。語(yǔ)音在我們的 日常生 活中 隨時(shí)可見(jiàn)，也隨處可見(jiàn)，語(yǔ)音很大程度上可以影響我們的生活。所以研究 語(yǔ)音 信號(hào)無(wú)論是在科學(xué)領(lǐng)域上還是日常生活中都有其廣泛而重要的意義。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 60年代中期形成的一系列數(shù)字信號(hào)處理的理論和算法，如數(shù)字濾波器、快速傅立葉變換（ FFT）等是語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字處理的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。隨著信息科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，語(yǔ)音信號(hào)處理取得了重大的進(jìn)展：進(jìn)入 70年代之后，提出了用于語(yǔ)音信號(hào)的信息壓縮和特征提取的線性預(yù)測(cè)技術(shù)（ LPC），并已成為語(yǔ)音信號(hào)處理最強(qiáng)有力的工具，廣泛應(yīng)用于語(yǔ)音 信號(hào)的分析、合成及各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，以及用于輸入語(yǔ)音與參考樣本之間， 時(shí)間匹配的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法； 80年代初一種 新的基于聚類分析的高效數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) — 矢量量化（ VQ）成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)處理中；而用隱馬爾可夫模型（ HMM）描述語(yǔ)音信號(hào)過(guò)程的產(chǎn)生是 80 年代語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)的重大發(fā)展，目前 HMM 已構(gòu)成了現(xiàn)代語(yǔ)音識(shí)別研究的重要基石。近年來(lái)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (ANN)的研究取得了迅速發(fā)展，語(yǔ)音信號(hào)處理的各項(xiàng)課題是促進(jìn)其發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ?，他的各?xiàng)成果也體現(xiàn)在語(yǔ)音信號(hào)處理的各項(xiàng)技術(shù)之中。 研究 的內(nèi)容 本論文主要介紹的是的語(yǔ)音信號(hào)的簡(jiǎn)單處理。本論文針對(duì)以上問(wèn)題，運(yùn)用數(shù)字信號(hào)學(xué)基本原理實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的處理，在 環(huán)境下綜合運(yùn) 用信號(hào)提取，幅頻變換以及傅里葉變換、濾波等技術(shù)來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)處理。 我所做的工作就是在 軟件上編寫一個(gè)處理語(yǔ)音信號(hào)的程序，能對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采集，并對(duì)其進(jìn)行各種處理，達(dá)到簡(jiǎn)單語(yǔ)音信號(hào)處理的目的。