【正文】 的可以選擇既有工程設(shè)計又有專題研究的課題，使學(xué)生既能受到工程師的基本訓(xùn)練，又掌握本專業(yè)的基本技能。 (二 )課題應(yīng)盡可能結(jié)合生產(chǎn)、科研和實驗室建設(shè)等任務(wù)，減少虛擬題目的數(shù)量及比重。 《大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書》（見附件 3），并提出具體的要求，指定主要參考資料 。 （設(shè)計）題目及指導(dǎo)教師的安排，對不合格的題目提出修改意見。 (二 )系職責(zé) （設(shè)計）工作領(lǐng)導(dǎo)小組，制定工作計劃和安排。 第五條 對學(xué)生的知識面、掌握知識的深度、運用理論知識處理問題的能力、實踐能力、外語水平、計算機運用水平、書面及口頭表達能力等進行一次全面的考核。 對原始語音信號具體程序及運行結(jié)果如 本章小結(jié) 本章詳細介紹了怎樣通過自己設(shè)計的濾波器進行濾波。 title(?濾波后的信號波形 ?,?fontweight?,?bold?)。 grid。 plot(abs(S),?g?)。 [n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,?s?)。 %求出語音信號的長度 Noise=*randn(n,2)。 函數(shù) fftfilt 用的是重疊相加法實現(xiàn)線性卷積的計算。,39。,39。)。r39。,39。 m11=fft(z11)。s39。bold39。 S=fft(y)。 plot(y)。 18 程序結(jié)果如下圖： 0 500 1000 1500 2020 2500 3000 3500 400000 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4IIR 低通濾波器 圖 31 IIR 低通濾 波器 IIR 高通要用 cheby1（即切比雪夫 I 型濾波器）函數(shù)來設(shè)計， 1p2hp[其中 p；pose（模型）， h（ high） ],同理， 1p2bp 中 b 表示 band（帶通）， FIR 與此類似。 [n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,?s?)。我們用到的是 cheeby1 函數(shù)，其調(diào)用格式如下： [B,A]=cheby1(N,Rp,wpo,?ftypr?) 函數(shù) butter,cheby1 和 ellip 設(shè)計 IIR 濾波器時都是默認的雙線性變換法，所以在設(shè)計濾波器時只需要代入相應(yīng)的實現(xiàn)函數(shù)即可。 （ 3）按照模擬低通濾波器的技術(shù)指標設(shè)計及過渡模擬低通濾波器。 （ 2）將所需類型數(shù)字濾波器的邊界頻率轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬濾波器的邊界頻率，轉(zhuǎn)換公式為Ω =2/T tan( )（式 32） (3)將相應(yīng)類型的模擬濾波器技術(shù)指標轉(zhuǎn)換成模擬低通濾波器技術(shù)指標。 設(shè) 計 IIR 濾波器 無論是數(shù)字濾波器還是模擬濾波器，他們技術(shù)指標的建立都是以所謂的“固有衰減”參數(shù)為參照。 設(shè)計 FIR 濾波器 如前所述， IIR 濾波器和 FIR 濾波器的設(shè)計方法有很大的區(qū)別。低通濾波器在信號處理中的 作用等同于其它領(lǐng)域如金融領(lǐng)域中移動平均數(shù)（ moving average)所起的作用；低通濾波器有很多種，其中，最通用的就是巴特沃斯濾波器和切比雪夫濾波器。 但 IIR 濾波器和 FIR 濾波器的設(shè)計方法完全不同。 FIR 數(shù)字濾波器概述 FIR 數(shù)字濾波器（ finite impulse response filter） 又名 “有 限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器 ”， 這類濾波器對于脈沖輸入信號的響應(yīng)最終趨向于 0，因此而得名。遞歸濾波器，也就是 IIR 數(shù)字濾波器，顧名思義，具有反饋，一般認為具有無限的脈沖響 應(yīng) 。 11 7 . 8 7 . 8 2 7 . 8 4 7 . 8 6 7 . 8 8 7 . 9 7 . 9 2 7 . 9 4 7 . 9 6 7 . 9 8 8x 1 041 0 . 500 . 51加噪語音信號的時域波形0 5 10 15x 1 0401000202030004000加噪語音信號的頻域波形 圖 23 信號加噪時域波形圖與頻譜圖 本章小結(jié) 本章介紹了語音信號的采集，信號加白噪聲，加噪后的時域與頻域分析。加噪語音信號的頻域波形 39。bold39。 figure。語音信號添加噪聲及其頻譜分析的主要程序如下： [y,fs,nbits]=wavread(39。 axis([ 0 150000 0 4000])。 subplot(2,1,1)。 MATLAB 提供了快速傅里葉變換算法 FFT 計算 DFT 的函數(shù) fft,其調(diào)用格式如下： Xk=fft(xn,N) （式 21） 參數(shù) xn 為被變換的時域序列向量， N 是 DFT 變換區(qū)間長度，當 N 大于 xn 的長度時， fft 函數(shù)自動在 xn 后面補零。 回放語音信號 得出所設(shè)計濾波器在語音處理中的優(yōu)劣并 設(shè)計一個信號處理系統(tǒng)界面。 采樣定理 在進行模擬 /數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程中，當采樣頻 率 大于信號中，最高頻率 fmax 的 2 倍時，即： =2fmax,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(yīng)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。 采樣位數(shù) 采樣位數(shù)即采樣值或取樣值，用來衡量聲音波動變化的參數(shù)，是指聲卡在采集和播放聲音文件時所使用數(shù)字聲音信號的二進制位數(shù)。在新的版本中也加入了對 C， FORTRAN， C++ ， JAVA的支持。通過對對所設(shè)計濾波器的仿真和頻率特性分析，可 知利用 MATLAB信號處理工具箱可以有效快捷地設(shè)計 FIR 和 IIR 數(shù)字濾波器。配備了友好的圖形用戶界面 (GUI),方便用戶操作。通過濾波前后的對比，得出低通濾波后效果最好，高通濾波后的效果最差的結(jié)果 [3]。 國內(nèi)同行研究現(xiàn)狀 MATLAB 是 Matrix Laboratory（矩陣實驗室）的縮寫，是 MathWorks 推出的一套高性能可視化軟件，它集數(shù)值分析，矩陣運算，函數(shù)生成，信號處理，圖像處理，建模與仿真等諸多功能于一體，為使用者提供一個高效的編程工具。隨著 2 MATLAB 軟件及信號處理 工具箱的不斷完善， MATLAB 很快成為應(yīng)用學(xué)科等領(lǐng)域不可或缺的基礎(chǔ)軟件。 FIR濾波器 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 ， 系統(tǒng)函數(shù) H (z)在處收斂，極點全部在 z = 0處（因果系統(tǒng)） ，因而只能用較高的階數(shù)達到高的選擇性。Window function method。課題基于 MATLAB 有噪音語音信號處理的設(shè)計與實現(xiàn)，綜合運用數(shù)字信號處理的理論知識對加噪聲語音信號進行時域、頻域分析和濾波。利用 MATLAB 信號處理工具箱可以快速有效地設(shè)計各種數(shù)字濾波器。 Butterworth。數(shù)字濾波器種類很多，根據(jù)其實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者其沖激響應(yīng)函數(shù)的時域特性，可分為兩種，即有限沖激響應(yīng) ( FIR，F(xiàn)inite Impulse Response)濾波器和無限沖激響應(yīng) ( IIR， Infinite Impulse Response)濾波器。 濾波器的設(shè)計可以通過軟件或設(shè)計專用的硬件兩種方式來實現(xiàn)。 其強大 的數(shù)據(jù)處理能力可以極大程度上削弱噪聲影響，還原出真實的語音信號（相符度在 90%以上） [2]。其實，這正是干擾所造成的 。利用另外一個工具 Compiler 使編制的 MATLAB 程序能夠獨立運行從而提高了運行速度 。在設(shè)計實現(xiàn)的過程中，使用窗函數(shù)法來設(shè)計 FIR 數(shù)字濾波器，用巴特沃斯、切比雪夫和雙線性變法設(shè)計 IIR 數(shù)字濾波器，并利用 MATLAB 作為輔助工具完成設(shè)計中的計算與圖形的繪制。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來解算問題要比用 C， FORTRAN 等語言完成相同的事情簡捷得多，并且 MATLAB 也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點 ,使 MATLAB成為一個強大的數(shù)學(xué)軟件。這就是說采樣頻率是衡量聲卡采集、記錄和還原聲音文件的質(zhì)量標準。顯然采樣率越高，計算機攝取的圖片越多，對于原始音頻的還原也越加精確。 程序流程圖 圖 21程序流程圖 開始 用 wavread 讀取語音信號，并進行采樣，建立數(shù)據(jù)文件，并用 plot 畫出數(shù)據(jù)文件時域波形圖和頻譜圖 利用 MATLAB 中的隨機函數(shù)產(chǎn)生噪聲加入到語音信號中，模仿語音信號被污染，并對其進行頻譜分析。 %把語音信號加載入 MATLAB 仿真軟件平臺中 畫出語音信號的時域波形，再對語音信號進行頻譜分析。 %快速傅里葉變換 figure。 title(?原始信號頻譜 ?,?fontweight?,?bold?)。在這里，我們選用 Randn（ m,n）函數(shù)。 sound(s)。,39。 title(39。 grid。 IIR 數(shù)字濾波器概述 IIR(Infinite Impulse Response)數(shù)字濾波器，又名 “無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器 ”，或 “遞歸濾波器 ”。 （ 4） 需加相位校準網(wǎng)絡(luò) ： IIR 數(shù)字濾波器的相位特性不好控制，對相位要求較高時，需加相位校準網(wǎng)絡(luò)。 (3) 利用有限精度算法實現(xiàn)系統(tǒng)函數(shù)，包括結(jié)構(gòu)選擇、字長選擇等。低通濾波器概念有許多不同的形式，其中包括電子線路（如音頻設(shè)備中使用的 hiss 濾波器、平滑數(shù)據(jù)的數(shù)字算法、音障（ acoustic barriers）、圖像模糊處理等等，這兩個工具都通過剔除短期波動、保留長期發(fā)展趨勢提供了信號的平滑形式。這些濾波器也可以用低通濾波器 同 高通濾波器 組合來產(chǎn)生 。 （ 4）加窗得到設(shè)計結(jié)果。具體設(shè)計步驟如下： （ 1）確定所需類型數(shù)字濾波器的技術(shù)指 標。 （ 2）將數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬低通濾波器的技術(shù)指標。 MATLAB 信號處理工具箱函數(shù) cheblap,cheblord 和 cheeby1 是切比 雪夫 I型濾波器設(shè)計函數(shù)。 fs=2*Fs*tan(wp/2)。 grid。 subplot(2,1,1)。)。,39。 [n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,39。 sound(z11)。濾波前信號的頻譜 39。 plot(abs(m11),39。bold39。fontweight39。濾波后的信號波形 39。 21 濾波 用自己設(shè)計的各濾波器分別對加噪的語音信號進行濾波，在 Matlab 中， FIR濾波器利用函數(shù) fftfilt 對信號進行濾波， IIR 濾波器利用函數(shù) filter 對信號進行濾波。 %IIR 低通 n = length (y) 。 ws=2*pi*Fs/Ft。 subplot(2,2,1)。 axis([ 0 150000 0 4000])。 plot(z11)。低通效果較好，高通其次，帶通最差。 第四條 培養(yǎng)學(xué)生從文獻、科學(xué)實驗、生產(chǎn)實踐和調(diào)查研究中獲取知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的興趣，掌握科學(xué)研究的基本方法。 （設(shè)計）。 (三 )教研室職責(zé) ，提出指導(dǎo)教師名單。 (四 )指導(dǎo)教師職責(zé) （設(shè)計）題目確定后，指導(dǎo)教師要及時做好各項準備工作，其中包括擬定任務(wù)書，收集資料以及做好實驗的準備工作，制定指導(dǎo)計劃和工作程序。 29 第四章 選題、開題 第八條 選題時應(yīng)遵循的原則 (一 )課題必須符合本專業(yè) 的培養(yǎng)目標及教學(xué)基本要求，體現(xiàn)本專業(yè)基本訓(xùn)練的內(nèi)容，使學(xué)生受到全面的鍛煉。 第九條 選題范圍 (一 ) 文、理、管、經(jīng)、醫(yī) 類專業(yè)，應(yīng)以完成畢業(yè)論文為主，題目以闡述理論原理和將理論原理應(yīng)用于某些具體問題的課題為主，也可選擇一些 30 具有一定深度和難度的專題研究課題，使學(xué) 生在分析問題方面得到較多的鍛煉。調(diào)研和分析后得出的結(jié)論及建議要盡可能實現(xiàn)從個別到一般的提升，避免就事論事。 （設(shè)計）的學(xué)生數(shù) 原則上不得超過 10 人。 32 (三 )畢業(yè)論文（設(shè)計）工作計劃編寫完成后，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱同意后實施。 第六章 撰寫要求 第十四條 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )應(yīng)重點突出、內(nèi)容充實，立論正確，論據(jù)充分，結(jié)構(gòu)嚴謹，格式規(guī)范，結(jié)論正確，并要求思想端正、觀點明確、實事求是、文筆通順。 (二 )評閱專家評閱：學(xué)生在答辯前 2 周將畢業(yè)論文（設(shè)計）送評閱專家評閱，評閱專家由答辯委員會聘請。 (二 )答辯工作程序和要求 （設(shè)計）任務(wù)書、翻譯文章、畢業(yè)論文（設(shè)計）、畢業(yè)設(shè)計手冊（藝術(shù)類專業(yè)）、畢業(yè)論文（設(shè)計）電子版、設(shè)計圖紙、計算機程序及評閱意見等，答辯委員會審定答辯 資格。 第二十條 院 級優(yōu)秀畢業(yè)論文 （設(shè)計） ： （ 1）觀點正確，有獨立見解、創(chuàng)新或發(fā)現(xiàn)，或有較好的經(jīng)濟和社會效益； （ 2）能正確、靈活地運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，分析和解決問題的能力較強； （ 3）論文寫作結(jié)構(gòu)完整，論據(jù)充分，數(shù)據(jù)詳實，符合學(xué)術(shù)規(guī)范；表達準確，語言流暢，概括能力較強。 （二）文字復(fù)制比在 30%70%之間的畢業(yè)論文（設(shè)計），由指導(dǎo)教師根據(jù)檢測