【正文】 目 錄 摘 要 ..................................................................... I Abstract ................................................................... II 1 緒論 ...................................................................... 1 2 語(yǔ)音信號(hào)的輸入 ............................................................ 2 語(yǔ)音信號(hào)的采樣相關(guān)原理 .............................................. 2 采樣頻率和采樣位數(shù) ............................................... 2 采樣定理 ......................................................... 2 語(yǔ)音信號(hào)的采集 ....................................................... 3 語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)頻分析 ................................................... 3 語(yǔ)音信號(hào)加噪與頻譜分析 .............................................. 5 3 基于 LMS 自適應(yīng)濾波器的設(shè)計(jì) ................................................ 7 LMS 算法 ............................................................. 7 自適應(yīng)噪聲抵消原理 ................................................. 11 基于最小均方誤差準(zhǔn)則 (LMS)的自適應(yīng)噪聲抵消 ........................... 13 LMS 算法程序 ........................................................ 14 4 濾波前后信號(hào)的波形及頻譜 ................................................. 16 驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)濾波器 ............................................ 16 對(duì)主麥克風(fēng)音頻信號(hào)濾波 .............................................. 20 程序流程圖 ...................................................... 20 LMS 自適應(yīng)濾波 .................................................. 21 調(diào)試分析 ............................................................ 26 心得體會(huì) ................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ................................................................... 28 附錄 ....................................................................... 29 武漢理工大學(xué)《信息處理課群綜合訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 I 摘 要 隨著現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的不斷發(fā)展，各種噪聲污染變得越來越嚴(yán)重。 時(shí)間安排： （ 1） 6 月 23 日 ~25 日：選題及任務(wù)安排。 （ 1）閱讀參考資料和文獻(xiàn)，明晰算法的計(jì)算過程，理解 LMS 算法基本過程； （ 2）主麥克風(fēng)錄制的語(yǔ)音信號(hào)是 ，參考麥克風(fēng)錄制的參考噪聲是 matlab 指令讀?。? （ 3）根據(jù)算法編寫相應(yīng)的 MATLAB 程序； （ 4）算法仿真收斂以后，得到增強(qiáng)的語(yǔ)音信號(hào)； （ 5）用 matlab 指令回放增強(qiáng)后的語(yǔ)音信號(hào)； (6）分別對(duì)增強(qiáng)前后的語(yǔ)音信號(hào)作頻譜分析。 （ 4） 6 月 29 日 ~30 日：撰寫報(bào)告及答辯。在過去的幾十年中，基于多麥克風(fēng)的噪聲消除問題一直是人們關(guān)注的課題。 關(guān)鍵詞：噪聲污染， Matlab， LMS 算法，多麥克風(fēng) 武漢理工大學(xué)《信息處理課群綜合訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 II Abstract With the continuous development of modern industrial society, all kinds of noise pollution is being more and more serious. And the application of relevant knowledge of digital signal processing and algorithm for noise processing technology is being a mainstream. Matlab powerful, programming with high efficiency, easy to learn, was weled by the majority of the program staff, in particular, also has the signal analysis toolbox in Matlab, does not need to have very strong programming ability, can easily signal analysis, processing and design. In the past few decades, based on the noise of the microphone get rid of the problem has been the subject of much attention. In many algorithms, based on LMS algorithm to update filter weight of generalized sidelobe canceller structure is most widely applied . This design uses LMS algorithm in Matlab to realize the adaptive filter design and implementation. Digital noise reduction system model is established in Matlab, and according to the model using the Matlab language programming, the simulation results show that the design realized the mix some environmental noise in the signal to noise, and the effect is much higher than analog noise reduction technology. Keywords: noise pollution, Matlab, LMS algorithm, the microphone 武漢理工大學(xué)《信息處理課群綜合訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 1 緒論 本次課程設(shè)計(jì)是基于 LMS 算法的多麥克風(fēng)降噪， 多麥克風(fēng)降噪是降噪技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用。模擬降噪技術(shù)全采用硬件實(shí)施，修改和調(diào)試十分困難，對(duì)元器件參數(shù)的變化也很敏感，技術(shù)指標(biāo)受元器件的誤差影響較大，降噪效果不穩(wěn)定，不利于產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。目前市場(chǎng)上的麥克風(fēng)降噪產(chǎn)品主要是模擬降噪，因此數(shù)字降噪的設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)屬于領(lǐng)先技術(shù)。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。采樣位數(shù)和采樣頻率對(duì)于音頻接口來說是最為重要的兩個(gè)指標(biāo)，也是選擇音頻接口的兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于采樣率來說你可以想象它類似于一個(gè)照相機(jī)， 441000 次。 武漢理工大學(xué)《信息處理課群綜合訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 語(yǔ)音信號(hào)的采集 語(yǔ)音信號(hào)的采集可以利用 PC 機(jī)上的聲卡 ， WINDOWS 操作系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的采集。 MATLAB 提供了快速傅里葉變換算法 FFT 計(jì)算 DFT 的函數(shù) fft,其調(diào)用格式如下： Xk=fft(xn,N) （式 231） 參數(shù) xn 為被變換的時(shí)域序列向量， N 是 DFT 變換區(qū)間長(zhǎng)度，當(dāng) N 大于 xn 的長(zhǎng)度時(shí)， fft函數(shù)自動(dòng)在 xn 后面補(bǔ)零。 %語(yǔ)音信號(hào)的采集 sound(y,fs,nbits)。 subplot(2,1,1)。 grid。 axis([ 0 150000 0 4000])。也可直接用 randn函數(shù)產(chǎn)生高斯分布序列 。語(yǔ)音信號(hào)添加噪聲及其頻譜分析的主要程序如下： [y,fs,nbits]=wavread(39。 n = length (y) 。 figure。加噪語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形 39。bold39。 S=fft(s)。加噪語(yǔ)音信號(hào)的頻域波形 39。bold39。 武漢理工大學(xué)《信息處理課群綜合訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 6 程序結(jié)果如下圖： 圖 圖 22 信號(hào)加噪時(shí)域波 形圖與頻譜圖 武漢理工大學(xué)《信息處理課群綜合訓(xùn)練》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 7 3 基于 LMS