吹管音樂濾波去噪：基于漢寧創(chuàng)的fir濾波器-免費(fèi)閱讀
【正文】 grd。 mag = abs(H)。 hd = sin(wc*m) ./ (pi*m)。幅度 39。 axis([0,10000,0,1000])。時(shí)間（ t） 39。 grid on。加干擾音樂信號幅度譜 X139。ylabel(39。plot(t,y)。xlabel(39。)。 title(39。)。 title(39。ylabel(39。 subplot(2,2,3)。)。db39。 axis([0,100,20])。 % 計(jì)算漢寧窗設(shè)計(jì)該濾波器時(shí)需要的階數(shù) n=0:M1。 fcu=(fpu+fsu)/2。 grid on。)。幅度 39。plot(t,y)。頻率 (f)39。 %改變橫縱坐標(biāo)的范圍 axis([0,2,])。原始音樂信號 39。 Y=abs(fft(y))。 sound(x,fs,bits)。 在此， 特別感謝指導(dǎo)老師高明，在您的指導(dǎo)下我成功完成了本次課設(shè)的任務(wù) ,謝謝！ 《 吹管音樂 濾波去噪 使用 漢寧 窗設(shè)計(jì)的 FIR濾波器 》 第 １４ 頁 共 20 頁 參考文獻(xiàn) [1] 張威 . MATLAB 基礎(chǔ)與編程入門 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社 ， [2] 張圣勤 . 實(shí)用教程 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [3] 張志涌 .精通 MATLAB 版 [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020． [4] 程佩青 .數(shù)字信號處理教程 .北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [5] 維納課設(shè)開始之前，我認(rèn)真復(fù)習(xí)了有關(guān)窗函數(shù)特別是漢寧窗的相關(guān)知識(shí) 以及濾波器的設(shè)計(jì)方法，了解課設(shè)流程。 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。 圖 34 FIR 濾波器的頻率響應(yīng) 《 吹管音樂 濾波去噪 使用 漢寧 窗設(shè)計(jì)的 FIR濾波器 》 第 １１ 頁 共 20 頁 上圖為用漢寧窗設(shè)計(jì)的 FIR 濾波器圖，可以看出，阻帶最大衰減為 100dB， FIR 濾波器的主瓣寬度很小，這樣可以使過渡寬度很陡，旁瓣相 對于主瓣也比較小。 M=ceil(*pi/dw)+1。 % 帶阻濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo) 《 吹管音樂 濾波去噪 使用 漢寧 窗設(shè)計(jì)的 FIR濾波器 》 第 １０ 頁 共 20 頁 fcd=(fpd+fsd)/2。其中 b 為系統(tǒng)函數(shù)的分子系數(shù)， a 為系統(tǒng)函數(shù)分母系數(shù)。幅度譜 39。plot(f,Y)。時(shí)間 (t)39。 axis([0,3000,0,3000])。原始音樂信號頻譜 39。ylabel(39。 subplot(2,2,1)。 % 可以明顯聽出有尖銳的單頻嘯叫聲 繪制原始音樂信號和加入噪聲后的音樂信號的時(shí)域和頻譜波形圖。 sound(x,fs,bits)。 然后在 Matlab 軟件平臺(tái)下，利用函數(shù) wavread 對語音信號進(jìn)行采樣，記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù) 。 圖 常見窗函數(shù)性能表 名稱 濾波器 過 渡帶寬 最小阻帶 衰減 名稱 濾波器 過渡帶寬 最小阻帶衰 減 矩形 巴特利特 漢寧 漢明 布萊克曼 11π/M 74dB BLACKMANHARRIS BOHMANWIN NUTTALLWIN 漢寧窗 （ Hanning window） 漢寧窗函數(shù)是余弦平方函數(shù)，又稱之為升余弦函數(shù)，它的時(shí)域形式可以表為： 《 吹管音樂 濾波去噪 使用 漢寧 窗設(shè)計(jì)的 FIR濾波器 》 第 ５ 頁 共 20 頁 ( ) 0 .5 (1 c o s( 2 ) )1kwk n??? ? （ 28） 其中 k=1,2,…， k。通常在設(shè)計(jì)濾波器之前，應(yīng)該先根據(jù)具體的工程應(yīng)用確定濾波器的技術(shù)指標(biāo)。 FIR 濾波器 是全零點(diǎn)濾波器，硬件和軟件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單，因而是十分穩(wěn)定的系統(tǒng)。例 如，解微分方程、傅里葉正反變換、拉普拉斯正反變換、 z 正反變換等。它集圖示和精確計(jì)算于一身，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)域得到廣泛應(yīng)用。 根據(jù)圖形分析判斷濾波器設(shè)計(jì)的正確性 。與不同信源相同濾波方法的同學(xué)比較各種信源的特點(diǎn)，與相同信源不同濾波方法的同學(xué)比較各種濾波方法性能優(yōu)劣。 《 吹管音樂 濾波去噪 使用 漢寧 窗設(shè)計(jì)的 FIR濾波器 》 第 ２ 頁 共 20 頁 （ 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。該軟件有三大特點(diǎn)：一是功能強(qiáng)大；二是界面友善、語言自然；三是開放性強(qiáng)。在過去的二十多年時(shí)間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。 )(?? 與 )(?? 不同。 （ 3）由性能指標(biāo)確定窗函數(shù) W(n)和長度 N。繪制波形并觀察其頻譜特點(diǎn)，加入一個(gè)帶外單頻噪聲，用漢寧窗設(shè)計(jì)一個(gè)滿足指標(biāo)的FIR 濾波器，對該含噪音樂信號進(jìn)行濾波去噪處理，比較濾波前后波形和頻譜并進(jìn)行分析，根據(jù)結(jié)果和學(xué)過的理論得出合理結(jié)論。h:2020DSP\39。 % 計(jì)算時(shí)間范圍，樣本數(shù)除以采樣頻率 x=x(:,1)39。 % 截取前半部分 deltaf=fs/ N。xlabel(39。 % 加上網(wǎng)格 subplot(2,2,2)。ylabel(39。加入干擾后的音樂信號 39。 axis([0,2,])。頻率 (f)39。 《 吹管音樂 濾波去噪 使用 漢寧 窗設(shè)計(jì)的 FIR濾波器 》 第 ９ 頁 共 20 頁 圖 33 吹管音樂信號加入單頻噪聲前后的時(shí)域與頻譜波形圖 由上圖可以看到，語音信號加入單頻噪聲后的時(shí)域波形比未加之前在幅度范圍內(nèi)有了明顯的增加，在頻譜方面可以看到除了在加了噪聲之后的頻譜圖上的 2100Hz 出現(xiàn)一個(gè)明顯的沖激信號外，其它地方均與未加時(shí)的原始吹管音樂信號 頻譜相同，這一現(xiàn)象表現(xiàn)在音樂播放時(shí)，可以聽見一聲尖銳的嘯叫聲。fpu=2350。 dw=df/fs*2*pi。.*hd_bs。 % 計(jì)算頻譜取前一半 由繪圖工具可以得出濾波前后的吹管音樂信號 波形圖、原始吹管音樂信號波形圖和加入噪聲后的吹管音樂信號波形圖，如圖 35 所示 。 因?yàn)?多次改動(dòng)單頻噪聲頻率
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