數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告--基于matlab的語(yǔ)音去噪處理(已修改)
2025-02-02 17:21 本頁(yè)面
【正文】 《數(shù)字信號(hào)處理》課程設(shè)計(jì)報(bào)告基于MATLAB的語(yǔ)音去噪處理專(zhuān) 業(yè)： 通信工程 班 級(jí)： 通信1101班 組 次： 第7組 姓名及學(xué)號(hào)： 胡政權(quán)（2011013825） 姓名及學(xué)號(hào)： 潘 爽（2011013836） 組 員承 擔(dān) 任 務(wù)胡政權(quán)負(fù)責(zé)程序的編寫(xiě)，并檢驗(yàn)程序是否錯(cuò)誤，利用課余時(shí)間去圖書(shū)館或上網(wǎng)查閱課題相關(guān)資料，深入理解課題含義及設(shè)計(jì)要求，注意材料收集與整理，對(duì)課程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行最后審核。潘爽負(fù)責(zé)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)MATLAB仿真對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，上網(wǎng)查閱材料對(duì)實(shí)驗(yàn)發(fā)表自己看法同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行擴(kuò)展。對(duì)論文進(jìn)行抒寫(xiě)，排版使實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)更加完善。指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)意見(jiàn) 基于MATLAB的語(yǔ)音去噪處理設(shè)計(jì)目的（1）鞏固所學(xué)的數(shù)字信號(hào)處理理論知識(shí)， 理解信號(hào)的采集、處理、加噪、去噪過(guò)程；（2）綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力；（3）學(xué)習(xí)資料的收集與整理，學(xué)會(huì)撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)任務(wù)（1）語(yǔ)音信號(hào)的錄制。（2）在MATLAB平臺(tái)上讀入語(yǔ)音信號(hào)。（3）繪制頻譜圖并回放原始語(yǔ)音信號(hào)。（4）利用MATLAB編程加入一段正弦波噪音，設(shè)計(jì)濾波器去噪。（5）利用MATLAB編程加入一段隨機(jī)噪音信號(hào)，設(shè)計(jì)FIR和IIR濾波器去噪，并分別繪制頻譜圖、回放語(yǔ)音信號(hào)。（6）通過(guò)仿真后的圖像以及對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的回放，對(duì)比兩種去噪方式的優(yōu)缺點(diǎn)。其大概流程框圖可如下表示：（圖21）圖21 課程設(shè)計(jì)的流程設(shè)計(jì)原理 去噪原理 采樣定理在進(jìn)行模擬/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，最高頻率fmax的2倍時(shí)，即：=2fmax,則采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整地保留了原始信號(hào)中的信息，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高頻率的5～10倍；采樣定理又稱(chēng)奈奎斯特定理。 1924年奈奎斯特(Nyquist)就推導(dǎo)出在理想低通信道的最高大碼元傳輸速率的公式: 理想低通信道的最高大碼元傳輸速率=2W*log2 N (其中W是理想低通信道的帶寬,N是電平強(qiáng)度)為什么把采樣頻率設(shè)為8kHz?在數(shù)字通信中，根據(jù)采樣定理, 最小采樣頻率為語(yǔ)音信號(hào)最高頻率的2倍頻帶為F的連續(xù)信號(hào) f(t)可用一系列離散的采樣值f(t1),f(t1177。Δt)，f(t1177。2Δt)，...來(lái)表示,只要這些采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔Δt≤1/2F，便可根據(jù)各采樣值完全恢復(fù)原來(lái)的信號(hào)f(t)。 這是時(shí)域采樣定理的一種表述方式。 時(shí)域采樣定理的另一種表述方式是：當(dāng)時(shí)間信號(hào)函數(shù)f(t)的最高頻率分量為fM時(shí),f(t)的值可由一系列采樣間隔小于或等于1/2fM的采樣值來(lái)確定,即采樣點(diǎn)的重復(fù)頻率f≥2fM。圖為模擬信號(hào)和采樣樣本的示意圖。 時(shí)域采樣定理是采樣誤差理論、隨機(jī)變量采樣理論和多變量采樣理論的基礎(chǔ)。對(duì)于時(shí)間上受限制的連續(xù)信號(hào)f(t)（即當(dāng)│t│T時(shí),f(t)=0,這里T=T2T1是信號(hào)的持續(xù)時(shí)間），若其頻譜為F（ω）,則可在頻域上用一系列離散的采樣值 （21）采樣值來(lái)表示,只要這些采樣點(diǎn)的頻率間隔 （22） 采樣頻率采樣頻率，也稱(chēng)為采樣速度或者采樣率，定義了每秒從連續(xù)信號(hào)中提取并組成離散信號(hào)的采樣個(gè)數(shù)，它用赫茲（Hz）來(lái)表示。采樣頻率的倒數(shù)是采樣周期或者叫作采樣時(shí)間，它是采樣之間的時(shí)間間隔。通俗的講采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本，是描述聲音文件的音質(zhì)、音調(diào)，衡量聲卡、聲音文件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。采樣頻率只能用于周期性采樣的采樣器，對(duì)于非周期性采樣的采樣器沒(méi)有規(guī)則限制。 采樣頻率的常用的表示符號(hào)是 fs。 通俗的講采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本，是描述聲音文件的音質(zhì)、音調(diào)，衡量聲卡、聲音文件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。采樣頻率越高，即采樣的間隔時(shí)間越短，則在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)就越多，對(duì)聲音波形的表示也越精確。采樣頻率與聲音頻率之間有一定的關(guān)系，根據(jù)采樣定理，只有采樣頻率高于聲音信號(hào)最高頻率的兩倍時(shí)，才能把數(shù)字信號(hào)表示的聲音還原成為原來(lái)的聲音。這就是說(shuō)采樣頻率是衡量聲卡采集、記錄和還原聲音文件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。采樣位數(shù)和采樣率對(duì)于音頻接口來(lái)說(shuō)是最為重要的兩個(gè)指標(biāo)，也是選擇音頻接口的兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論采樣頻率如何，理論上來(lái)說(shuō)采樣的位數(shù)決定了音頻數(shù)據(jù)最大的力度范圍。每增加一個(gè)采樣位數(shù)相當(dāng)于力度范圍增加了6dB。采樣位數(shù)越多則捕捉到的信號(hào)越精確。對(duì)于采樣率來(lái)說(shuō)你可以想象它類(lèi)似于一個(gè)照相機(jī)。顯然采樣率越高，計(jì)算機(jī)攝取的圖片越多，對(duì)于原始音頻的還原也越加精確. 設(shè)計(jì)過(guò)程 語(yǔ)音文件在MATLAB平臺(tái)上的錄入與打開(kāi)單擊自己的電腦開(kāi)始程序，選擇所有程序，接著選擇附件，再選擇娛樂(lè)，最后選擇錄音。自己錄入“畢業(yè)設(shè)計(jì)”語(yǔ)音信號(hào)，然后保存在MATLAB文件夾里面，命名為“”。利用MATLAB中的wavread命令來(lái)讀入（采集）語(yǔ)音信號(hào)，將它賦值給某一向量。[y,fs,bits]=wavread(39。 [N1 N2])。用于讀取語(yǔ)音，采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率(Hz)，bits表示采樣位數(shù)。[N1 N2]表示讀取從N1點(diǎn)到N2點(diǎn)的值（若只有一個(gè)N的點(diǎn)則表示讀取前N點(diǎn)的采樣值）。 原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜分析及仿真利用MATLAB中的wavread命令來(lái)讀入（采集）語(yǔ)音信號(hào)，將它賦值給某一向量。再將該向量看作一個(gè)普通的信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行FFT變換實(shí)現(xiàn)頻譜分析，再依據(jù)實(shí)際情況對(duì)它進(jìn)行濾波。對(duì)
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