基于matlab有噪聲語音信號的處理畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-06 15:46 本頁面
【正文】 課 程 設(shè) 計 報 告課程名稱： 《數(shù)字信號處理》課程設(shè)計 設(shè)計名稱： 基于MATLAB有噪聲語音信號的處理 姓 目 錄一、設(shè)計內(nèi)容 5二、IIR數(shù)字低通濾波器設(shè)計 6三、IIR數(shù)字高通濾波器設(shè)計 11四、橢圓濾波器設(shè)計 16五、基于凱塞窗的FIR濾波器設(shè)計 20六、幾類濾波器的比較 24七、實驗心得 25 八、參考文獻………………………………………26一、 設(shè)計內(nèi)容課題基于MATLAB有噪音語音信號處理的設(shè)計與實現(xiàn)，綜合運用數(shù)字信號處理的理論知識對加噪聲語音信號進行時域、頻域分析和濾波。通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，再利用 MATLAB 作為編程工具進行計算機實現(xiàn)。在設(shè)計實現(xiàn)的過程中，使用窗函數(shù)法來設(shè)計FIR數(shù)字濾波器，用巴特沃斯、切比雪夫和橢圓濾波器設(shè)計IIR數(shù)字濾波器，并利用MATLAB 作為輔助工具完成設(shè)計中的計算與圖形的繪制。 信號提?。和ㄟ^圖形用戶界面上的菜單功能按鍵采集電腦上的一段音頻信號，完成音頻信號的頻率，幅度等信息的提取，并得到該語音信號的波形圖。 信號調(diào)整：在設(shè)計的用戶圖形界面下對輸入的音頻信號進行各種變化，如變化幅度、改變頻率等操作，以實現(xiàn)對語音信號的調(diào)整。 信號的傅里葉表示在信號的分析和處理中起著重要的作用。因為對于線性系統(tǒng)來說，可以很方便地確定其對正弦或復(fù)指數(shù)和的響應(yīng)，所以傅里葉分析方法能完善地解決許多信號分析和處理問題。另外，傅里葉表示使信號的某些特性變得更明顯，因此，它能更深入地說明信號的各項紅物理現(xiàn)象。：在用戶圖形界面西啊對采集的語音信號進行Fourier等變換，并畫出變換前后的頻譜圖和倒譜圖。：濾除語音信號中的噪音部分，可以采用底通濾波、高通濾波、并比較各種濾波后的效果。二、IIR數(shù)字低通濾波器設(shè)計2．1設(shè)計原理 Butterworth模擬低通濾波器設(shè)計Butterworth模擬低通濾波器的幅度響應(yīng)的模方定義式為189。H（jw）189。2=1/[1+(w/wc)2N] 其中，wc是3dB截止頻率，N為濾波器階數(shù)。N越大，則過渡帶越陡.根據(jù)公式H（s）H(s)=1/[1+(js/wc)2N]?？梢夿utterworth模擬低通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)只有極點。求得H（s）和H(s)兩個函數(shù)的2N個極點為Sk=wcejp(+(2k1)/2N), k=1,2,……，2N 為了保證模擬濾波器的穩(wěn)定，必須選取s左半平面的N個極點構(gòu)成系統(tǒng)函數(shù)H（s）由公式 H（s）=Nk=1sk/(ssk).求得系統(tǒng)函數(shù)，得到模擬低通濾波器。因此只要知道N和Ωc就可求得巴特沃茲的傳遞函數(shù)H（s）。接下來根據(jù)參數(shù)fp 、fs、Ap、As中得出N和wc 。利用公式 N179。lg[（）/() ]/2lg(ws/wp)可以得到濾波器的階數(shù)N由公式wp/()1/2N163。wc163。ws/()1/2N 得到3dB截止頻率wc 這樣就可以設(shè)計出一個Butterworth模擬低通濾波器。將模擬濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器用雙線性變換法，模擬濾波器系統(tǒng)函數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字低通濾波器系統(tǒng)函數(shù)先將無限范圍內(nèi)的取值w映射為[p/T,p/T]范圍內(nèi)的取值w，再由W= w，T建立模擬頻率與數(shù)字頻率之間的關(guān)系。w，=2arctan(Tw/2)/TW=2arctan(Tw/2),得到w和W的關(guān)系式為w=2tan(W/2)/T從而得到s域到z域的映射關(guān)系。 jw=2(1ejw)/T(1+ ejw).令s=jw ，z=ejW 可以得到s平面到z平面的映射關(guān)系S=2(1z1)/T(1+z1) 求解z可得 z=(2/T+s)/(2/Ts)因此可以首先設(shè)計出IIR模擬濾波器，然后代入S=2(1z1)/T(1+z1)得到IIR數(shù)字濾波器。 [y,fs,nbits]=wavread(39。c:\39。)。N=length(y)%求出語音信號的長度%sound(y,fs,nbits)。%原信號聲音Y=fft(y)。fc=20000。%載波頻率%Noise=modulate(y,fc,fs,39。fm39。)。Noise=*rand(N,2)。 %隨機函數(shù)產(chǎn)生噪聲si=y+Noise。%語音信號加入噪聲%sound(si,fs,nbits)。%加躁聲音SI=fft(si)。160
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