使用布萊克曼窗設(shè)計(jì)的fir濾波器正文-全文預(yù)覽
【正文】 、加入噪聲的語音信號(hào)以及濾波后語音信號(hào)的頻域圖和時(shí)域圖。 % 調(diào)用自編函數(shù)計(jì)算濾波器的頻率特性 信號(hào)濾波處理對(duì)語音信號(hào)信號(hào)進(jìn)行濾波處理主要是濾掉加入的噪聲。 % 產(chǎn)生M階的布萊克曼窗hd_bs=ideal_lp(wcd,M)+ideal_lp(pi,M)ideal_lp(wcu,M)。wsu=fsu/fs*2*pi。 % 計(jì)算上下邊帶中心頻率，和頻率間隔wcd=fcd/fs*2*pi。As=70。fsd=2050。當(dāng)所有的準(zhǔn)備工作完成后就可以調(diào)用自編的函數(shù)計(jì)算理想帶阻濾波器的脈沖響應(yīng)和用窗函數(shù)法計(jì)算實(shí)際的濾波器的脈沖響應(yīng)。從六種窗函數(shù)的基本參數(shù)中我們可以得到旁瓣峰值n=57，過度帶寬B=11,最小阻帶衰減s=74db，這就表明在設(shè)置這些值時(shí)其參數(shù)必須不大于這些值。而FIR濾波器的設(shè)計(jì)也有很多方法。 % 計(jì)算頻譜的譜線間隔f=0:deltaf:fs/2deltaf。Y=abs(fft(y))。 %明顯聽出有尖銳的單頻嘯叫聲現(xiàn)在是對(duì)加入噪聲前后的語音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，先對(duì)原始和加噪后的語音信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，再計(jì)算頻譜的頻率范圍和譜線間隔。 % 單頻噪聲頻率，此參數(shù)可改t=0:1/fs:(N1)/fs。)。采樣完后再語音信號(hào)中加入一個(gè)單頻噪聲，單頻的噪聲的頻率可以自己設(shè)置。：開始錄制語音信號(hào)分析語音信號(hào)的頻譜用布萊克曼窗設(shè)計(jì)FIR濾波器在語音信號(hào)中加入噪聲用濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波比較濾波前后的波型及頻譜回放語音信號(hào)結(jié)束 錄制語音信號(hào)點(diǎn)擊桌面上的“開始”菜單，再選擇“程序”中的“附件”，在“附件“的菜單欄中選擇“娛樂”，最后點(diǎn)擊“錄音機(jī)”。布萊克曼窗函數(shù)的最大旁瓣之比主瓣值低57db，但是主瓣寬度是矩形窗函數(shù)的主瓣寬度的三倍。但實(shí)際上對(duì)同樣長(zhǎng)度的窗這兩點(diǎn)不能兼得，一般總是通過增加主瓣寬度來換取對(duì)旁瓣的抑制。窗口函數(shù)對(duì)理想特性的影響：改變了理想頻響的邊沿特性，形成過渡帶，寬為 , 等于WR(ω)的主瓣寬度；過渡帶兩旁產(chǎn)生肩峰和余振（帶內(nèi)、帶外起伏），取決于 WR(ω)的旁瓣，旁瓣多，余振多；旁瓣相對(duì)值大，肩峰強(qiáng)，與 N無關(guān)；N增加,過渡帶寬減小,肩峰值不變。整個(gè)設(shè)計(jì)可用計(jì)算機(jī)編程來做。由h（n）求H (ejω) 是否在誤差容限之內(nèi)。 （2）、根據(jù)指標(biāo)選擇窗口形狀、大小和位置。下面介紹窗函數(shù)設(shè)計(jì)法的基本設(shè)計(jì)過程。設(shè)希望逼近的濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為hd(ejω)，其單位脈沖響應(yīng)用hd(n)表示。做法是從信號(hào)中截取一個(gè)時(shí)間片段，然后用觀察的信號(hào)時(shí)間片段進(jìn)行周期延拓處理，得到虛擬的無限長(zhǎng)的信號(hào)，然后就可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換、相關(guān)分析等數(shù)學(xué)處理。FIR濾波器有以下幾種基本結(jié)構(gòu)：橫截型（卷積型、直接型）、級(jí)聯(lián)型、頻率抽樣型、快速卷積結(jié)構(gòu)。有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)（FIR）濾波器有以下特點(diǎn)：(1)、系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)h (n)在有限個(gè)n值處不為零；(2)、系統(tǒng)函數(shù)H (z)在|z|0處收斂，極點(diǎn)全部在z = 0處（因果系統(tǒng)）；(3)、 結(jié)構(gòu)上主要是非遞歸結(jié)構(gòu)，沒有輸出到輸入的反饋，但有些結(jié)構(gòu)中（例如頻率抽樣結(jié)構(gòu)）也包含有反饋的遞歸部分。FIR數(shù)字濾波器以其良好的線性特性被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)中，是數(shù)字信號(hào)處理的重要內(nèi)容之一。在保持內(nèi)核不變的情況下，MATLAB可以針對(duì)不同的應(yīng)用學(xué)科推出相應(yīng)的工具箱，目前已經(jīng)推出了圖像處理工具箱、信號(hào)處理工具箱、小波工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱以及通信工具箱等多個(gè)學(xué)科的專用工具箱，極大的方便了不同學(xué)科的研究工作。它不僅是一個(gè)在各類工程設(shè)計(jì)中便于使用的計(jì)算工具，在世界各地的高等院校中十分流行，在各類工業(yè)應(yīng)用中更有不俗的表現(xiàn)。MATLAB名稱是有兩個(gè)英文單詞Matrix和Laboratory的前三個(gè)字母組成。（1）濾波器指標(biāo)必須符合工程實(shí)際。綜合運(yùn)用本課程的理論知識(shí)進(jìn)行頻譜分析以及濾波器設(shè)計(jì)，通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，并利用MATLAB作為編程工具進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，從而復(fù)習(xí)鞏固了課堂所學(xué)的理論知識(shí)，提高了對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，并從實(shí)踐上初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理。關(guān)鍵詞 音樂信號(hào)；MATLAB； FIR濾波器；濾波去噪1 引 言人們?cè)谡Z音通信的過程中將不可避免的會(huì)受到來自周圍環(huán)境的干擾，例如傳輸媒介引入的噪聲，通信設(shè)備內(nèi)部的電噪聲，乃至其他講話者的話音等。在本課程設(shè)計(jì)中，是用MATLAB的集成環(huán)境完成一系列的設(shè)計(jì)。 然后在該語言信號(hào)中加一個(gè)噪音，利用布萊克曼窗設(shè)計(jì)一個(gè)FIR濾波器，對(duì)該語音信號(hào)進(jìn)行慮噪處理，然后比較濾波前后的波形與頻譜。若無噪聲也說明該濾波器的設(shè)置也是成功的。 課程設(shè)計(jì)目的數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)是數(shù)字信號(hào)處理課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間一次較全面的工程師能力訓(xùn)練，在實(shí)現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。并可綜合運(yùn)用這些知識(shí)解決一定的實(shí)際問題，使學(xué)生在所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力上以及分析問題、解決問題能力上得到一定的提高。（4）獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)并按要求編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。它集圖和精確計(jì)算與一身，在應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、化工、機(jī)電工程、醫(yī)藥、金融和其他需要進(jìn)行復(fù)雜數(shù)值計(jì)算的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。MATLAB軟件有很強(qiáng)的開放性和適應(yīng)性
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