通信工程專業(yè)本科畢業(yè)論文語(yǔ)音信號(hào)去噪――數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)-wenkub
2022-11-03 09:01:50 本頁(yè)面
【正文】 e this problem, one of the most mon method is to use a filter to filter those clutter noise. FIR digital filter is the basic part of filter design. The main research content of this paper is based on Matlab software simulation to design a digital filter, in which to cancel the high frequency noise of the speech signal, then it will eliminate the high frequency noise and the speech signals from time domain and frequency domain characteristics in this analysis before and after, and analysis the differences test the filtering characteristics. In this issue, using a simple window function method to design a FIR digital filter, Matlab simulation shows the correct of the designed filter. Through the design of this graduation design, we will understand the principle of speech signal analysis and filtering, and lay the foundation for the filter design. Key words: Matlab。 80 年代語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)的重大發(fā)展是 隱馬爾可夫模型（ HMM）描述語(yǔ)音信號(hào)過(guò)程的產(chǎn)生 過(guò)程。 語(yǔ)音信號(hào)處理的好壞將影響并導(dǎo)致語(yǔ)音信號(hào)的好壞 ，只有通過(guò) 將這些 語(yǔ)音信號(hào) 進(jìn)行一系列的 的數(shù)字處理，才能將 那些非必要的 噪聲雜波 妥善 濾除，得到純凈的 單純的 語(yǔ)音信號(hào)。 FIR數(shù)字濾波器，并對(duì)被噪聲污染的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，畫(huà)出濾波前后信號(hào)的時(shí)域皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 4 頁(yè) 和頻譜，對(duì)濾波前后 有噪音與無(wú)噪音的語(yǔ)音信號(hào) 進(jìn)行比較，分析信號(hào)的變化 ，從而驗(yàn)證所設(shè)計(jì)濾波器的濾波效果。 (2) 程序限制 寬泛 ，程序設(shè)計(jì)自由。用戶可 靈活的 對(duì)源文件 進(jìn)行 修改以及加入自己的 設(shè)計(jì)語(yǔ)音 構(gòu)成新的工具箱。 課題 的設(shè)計(jì)流程圖如下圖 。 在 Windows 下錄制一段格式為 .wav 的語(yǔ)音 加入 高頻 噪聲信號(hào) 對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，繪制出時(shí)域和頻域圖 用漢寧窗設(shè)計(jì) FIR 濾波器 畫(huà)出頻率響應(yīng)函數(shù) 用 FIR 濾波器對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波 畫(huà)出語(yǔ)音信號(hào)濾波前后頻譜波形并進(jìn)行分析 開(kāi)始 結(jié)束 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 6 頁(yè) 圖 語(yǔ)音信號(hào) 的采集 語(yǔ)音信號(hào)的 時(shí) 域 頻 譜 分析 Matlab 軟件平臺(tái)下 ，利用 wavread 函數(shù)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣 ，采集出原始信號(hào)波形與頻譜， [y,fs,bits]=wavread(39。 其程序如下： [y,Fs,bits]=wavread(39。 sigLength=length(y)。 f=Fs*(0:halflength)/sigLength。Frequency(Hz)39。plot(t,y)。 得到 原始語(yǔ)音信號(hào) 時(shí)域 波 形 如下圖 所示 ， 頻域 幅度譜如下圖 所示。 x1=wavread(39。 f=fs*(0:1023)/2048。 y1=fft(x1,2048)。 plot(t,x2) 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 9 頁(yè) xlabel(39。幅度 39。 xlabel(39。幅度 39。 xlabel(39。幅度 39。 圖 原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜與加噪后的語(yǔ)音信號(hào)頻譜比較 從上圖對(duì)比可以看出，加噪后的語(yǔ)音信號(hào) 表現(xiàn)在頻譜圖上 在 多出 一個(gè)高頻 脈沖 成分，表現(xiàn)在回放語(yǔ)音上能聽(tīng)到很刺耳很不舒適的噪音，原有信號(hào)聽(tīng)著 比較 模糊。 常用窗函數(shù)介紹 常用的窗函數(shù)有矩形窗（ Rectangle Window） 、 三角窗（ Bartlett Windows） 、 漢寧窗（ Hanning），又稱為升余弦窗 、 海明窗（ Hamming），又稱為改進(jìn)的升余弦窗 ， 除了以上幾種常用窗函數(shù)以外，尚有布拉克曼（ Blackman）窗、凱塞（ kaiser）窗等。因此， FIR濾波器在通信、圖像處理、模式識(shí)別等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。 （ 3）線性相位造成 h(n)是偶對(duì)稱或奇對(duì)稱且有限長(zhǎng)。例如低通線性相位 FIR 濾波器的理想頻率響應(yīng)與單位脈沖響應(yīng)分別如下： ? ? ? ? jwn djwd enheH ??????? ? ? ? ? dweeHnh jw njwdd ??? ???21 ??nhd 一般是無(wú)限長(zhǎng)的，且是非因果的，不能直接作為 FIR濾波器的單位脈沖響應(yīng)。先按照阻帶衰減選擇窗函數(shù)類型。 ? ? ? ? 21)( ??? Njwdgjd ewHeH ? 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 12 頁(yè) 所謂的“標(biāo)準(zhǔn)窗函數(shù)法”，就是選擇 Hd(ejw)為線性相位理想濾波器，如本 論文 的低通濾波器，該 Hdg(w)應(yīng)滿足：???????????????ccdgH 01)( (3) 計(jì)算 hd(n)。 )()]16c os (1[)( 21 nRnn ?? ?? (2) 確定時(shí)延值 102/)1( ??? N? 。 Wc = * pi。 h=fir1(N1,Wc/pi,win)。 plot(omega/pi,magdb)。ylabel(?幅度 /dB?)。 程序如下： [y,fs,nbits]=wavread(39。 sound(y)。plot(abs(Y))。 As=20。 fp=2*Ft*tan(wp/2)。)。 [num,den]=bilinear(b,a,1)。 y1=fft(x1,2048)。 sound(z)。r39。plot(z, 39。subplot(2,2,2)。 grid。)。 分析圖 波形 比較得知，濾波前后語(yǔ)音信號(hào)的波形發(fā)生了明顯改變，濾波前后的
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