基于matlab的fir濾波器語音信號去噪_畢業(yè)設計-wenkub
2022-09-07 15:23:08 本頁面
【正文】 模擬 /數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程中，當采樣頻率 fs 大于信號中，最高頻率 fm 的 2 倍時，即： fs=2fm,則采樣之后的數(shù)字信號完整地保留了原始信號中的信息，一般實際應用中保證采樣頻率為信號最高頻率的 5～ 10 倍；采樣定理又稱奈奎斯特定理。 這是時域采樣定理的一種表述方式 [1]。采樣頻率的倒數(shù)是采樣周期或者叫作采樣時間，它是 2 采樣之間的時間間隔。 通俗的講采樣頻率是指計算機每秒鐘采集多少個聲音樣本，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)量標準。 數(shù)字濾波器 的基本理論和 設計的基本原理 數(shù)字濾波器的類型 數(shù)字信號處理技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在國內(nèi)外已經(jīng)取得了很大的成績。因此， FIR 濾波器在通信、圖像處理、模式識別等領域都有著廣泛的應用。 ???? 與 ???? 不同。 （ 2） IIR 濾波器 從離散時間來看，若系統(tǒng)的單位抽樣 (沖激 )響應延伸到無窮長，稱之為“無限長單位 沖激響應系統(tǒng)”，簡稱為 IIR 系統(tǒng)。 同時， IIR數(shù)字濾波器在設計上可以借助成熟的模擬濾波器 的成果，巴特沃斯 (Butterworth)濾波器、切比雪夫 (Chebyshev)濾波器、橢圓 (Cauer)濾波器、貝塞爾 (Bessel)濾波器等，這些典型的濾波器各有特點。窗口設計法的 基本思想是用 FIRDF 逼近希望的濾波特性。窗口設計法就是截取 ??nhd 為有限長的一段因果序列，并用合適的窗口函數(shù)進行加 權(quán)作為FIRDF 的單位脈沖響應 ??nh 。而 ??nhd 關于 ??n 點偶對稱，所 ? ? 21?? N? ，同時要求 ??n? 關于 ? ?21?N點偶對稱。 ? ? ? ???? ????????120 !21 nnnxxI (110) 凱塞 窗（ Kaiser）的幅度 如式（ 111）所示 ： ? ? ? ? ? ?? ?????212 c o s20NN nnW ???? (111) 由公式可知，凱塞 窗的 β 值與貝賽爾函數(shù)級 數(shù)項數(shù) n是 兩個獨立的參數(shù)，但都會對凱塞窗造成影響。加噪之后對時域波形進行傅里葉變換得到頻域波形，繪圖并將加噪前后信號的時域波形和頻域波形語音信號的采集 ，畫時域和頻域 圖 加入隨機噪聲 對語音信號進行頻譜分析，畫出時域和頻域波形圖 用 Kaiser 窗設計 FIR 濾波器 畫出其頻率響應 用 FIR 濾波器對語音信號進行濾波 畫出語音信號濾波前后波形并且進行比較分析 開始 結(jié)束 7 分別作對比，發(fā)現(xiàn)加噪后的語音信號的時域波形比原始語音信號 要模糊得多，頻率也出現(xiàn)了明顯的變化。 8 第三 章 語音信號去噪的 仿真實現(xiàn) 及結(jié)果分析 語音信號 的 采集 利用 wavread 函數(shù)對語音信號進行采樣，采集出原始信號波形與頻譜，[x,fs,bits]=wavread(39。 原始語音信號的幅值和相位 如圖 31 所示： 圖 31 原始信號幅值和相位 原始信號時域和頻域圖如圖 32所示 ： 圖 32 原始信號時域圖和頻譜圖 9 加噪語音信號的頻譜分析 函數(shù)中的 noise 是加的隨機噪聲，語句 y_z=y+noise 實現(xiàn)了兩個信號的相加，然后繪制加噪后的語音信號時域波形和頻譜圖并回放加噪后的語音信號，并 與原始時域波形和頻域波形對比如圖 33 和圖 34。 圖 35 Kaiser窗頻率響應 圖 11 圖 36 信號的 時域 波形 比較 圖 37 信號的 頻譜圖比較 通過比較加噪后的語音信號的時域波形比原始語音信號發(fā)生了很大的變化，再通過濾波前后的信號波形和頻譜圖的對比，可以明顯看出濾波后的波形開始變 得清晰了，有點接近原 12 始信號的波形圖了。其調(diào)用格式： sound (x， fs， bits) 我們 可以 明顯 感覺濾波前后的聲音有變化。 在 MATLAB 中 將隨機噪聲 加入到語音信號中， 比較 被噪聲干擾的語音信號，并對其進行 時域 分析 。然后 與不同信源相同濾波方法的同學比較各種信源的特點，與相同信源不同濾波方法的同學比較各種濾波方法性能的優(yōu)劣。)。%原始信號幅值 angX=angle(y)。title(39。plot(angX)。 f=fs*(0:511)/512。title(39。 Subplot(212)。)。ylabel(39。 %語音 信號加噪 程序設計 fs=22050。 %加隨機噪聲并繪制時域波形和 FFT 頻譜圖 ，作對比 L=length(x)。 %對信號做 1024 點 FFT 變換 figure(1)。原始語音信號的時域圖 39。加噪語音信號的時域圖 39。)。 figure(2)。plot(f,abs(y(1:512)))。xlabel(39。fudu39。plot(f,abs(y1(1:512)))。xlabel(39。fudu39。 %語音信號采集頻率為 22050 [x,fs,bits]=wavread(39。 noise=*randn(L,2)。 fm=1200。 17 ws=2*pi*fm/Fs。%計算 kaiser 窗所需階數(shù) M wc=(wp+ws)/2/pi。 y=fft(x)。 %對原始信號做 1024 點 FFT 變換 y1=fft(x1,1024)。 grid on figure(2) %畫出時域波形 subplot(311)。)。)。加噪語音濾波后信號的時域波形 39。 subplot(311)。) xlabel(39。fuzhi39。
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