數(shù)字信號(hào)課程設(shè)計(jì)：語(yǔ)音信號(hào)的采集、分析與處理(完整版)
【正文】 [bl,al]=lp2lp(bap,aap,wc)。ws=2400*2*pi。原始語(yǔ)音信號(hào)的頻譜圖39。音量 n39。 plot(x1)。然后在MATLAB軟件平臺(tái)下，利用函數(shù)wavread對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)。要根據(jù)所設(shè)計(jì)的濾波特性正確選擇其中一類，例如，要設(shè)計(jì)線性相位低通特性，可以選擇這一類，而不能選擇這一類。我們知道，用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)的濾波器性能取決于窗函數(shù)的類型及窗口長(zhǎng)度N的取值。雙線性變換法還避免了使用脈沖響應(yīng)不變法所遇到的混疊問題，因?yàn)樗哑矫娴倪@個(gè)虛軸映射到平面的單位圓上。巴特沃斯濾波器采用3dB截止頻率歸一化，歸一化后的系統(tǒng)函數(shù)為令,稱為歸一化頻率，稱為歸一化復(fù)變量，這樣巴特沃斯濾波器的歸一化低通原型系統(tǒng)函數(shù)為式中，為歸一化極點(diǎn)，用下式表示: 然后將巴特沃斯濾波器轉(zhuǎn)換成高通濾波器，轉(zhuǎn)換公式如下：在平面與平面虛軸上的頻率關(guān)系為：其中，為希望設(shè)計(jì)的高通濾波器的通帶邊界頻率。自己錄播一段語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行采樣，進(jìn)行頻譜分析，設(shè)計(jì)有限和無(wú)限兩種不同的數(shù)字濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，分析所設(shè)計(jì)濾波器(畫出了頻率特性曲線)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，畫出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化，分析的結(jié)果表明初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。并改變?yōu)V波器參數(shù)或特性(低通、高通)，實(shí)現(xiàn)不同的濾波要求。鞏固和運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理課程中的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，掌握最基本的數(shù)字信號(hào)處理的理論和方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力。為以后的工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。一階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻20分貝，二階巴特沃斯濾波器的衰減率為每倍頻12分貝，三階的衰減率為每分貝18分貝，如此類推，巴特沃斯濾波器的振幅對(duì)角頻率單調(diào)下降，并且濾波器的結(jié)束越高，在組頻帶振幅衰減速度越快，其他濾波器高階的振幅對(duì)角頻率圖和低階數(shù)的振幅對(duì)角頻率有不同的形狀。如圖所示圖3 雙線性變化映射關(guān)系示意圖觀察式子，發(fā)現(xiàn)的實(shí)部為負(fù)時(shí)，因子的幅度小于1，相當(dāng)于單位圓的內(nèi)部。通過的關(guān)系變換成一組模擬頻率。如果要觀察細(xì)節(jié)，補(bǔ)零點(diǎn)數(shù)增多即可。為使曲線包絡(luò)更接近的幅度特性曲線，DFT變換區(qū)間要選大些。)。時(shí)間 t39。 %平移是頻率中心為0 derta_fs = fs/length(x1)。要求用窗函數(shù)法和雙線性變換法設(shè)計(jì)上面要求的2種濾波器。)。)。)。)。%濾波器指標(biāo)wc=2*pi*fc/Fs。figure(2) %畫出濾波器頻譜圖freqz(hn,1) 圖像 有限高通數(shù)字濾波器 程序N=length(x1)1。 wp=2*pi*fp/Fs。freqz(b,a)。sound(x1,fs,bits)。原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜39。[z,p,k]=buttap(n)。X=filter(b,a,x1)。過濾后語(yǔ)音信號(hào)頻域波形39。y1=fftshift(fft(x1))。)fs=22050。[z,p,k]=buttap(n)。X=filter(b,a,x1)。過濾后語(yǔ)音信號(hào)頻域波形39。sound(x1,fs,bits)。原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜39。%濾波器指標(biāo)wc=2*pi*fc/Fs。figure(2) %畫出濾波器頻譜圖freqz(hn,1)X=conv(hn,x1)。過濾后語(yǔ)音信號(hào)頻域波形39。y1=fftshift(fft(x1))。)N=length(x1)1。 wp=2*pi*fp/Fs。freqz(b,a)。plot((datlen/2:datlen/21)/datlen*fs,abs(y))。本課題主要基于MATLAB平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)分析與濾波器的設(shè)計(jì)。在這次課程設(shè)計(jì)中，我所做的題目是——語(yǔ)音信號(hào)的采集、分析與處理；我們一共用了兩個(gè)星期去完成這次課程設(shè)計(jì)。當(dāng)然，這樣對(duì)于我們也是一種警醒和提高，這樣的話，我們就會(huì)更加的嚴(yán)格要求自己去完成相應(yīng)的任務(wù)。可以說(shuō)，這次課程設(shè)計(jì)，基本上都是自己動(dòng)手得來(lái)的成果。自己錄播一段語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行采樣，進(jìn)行頻譜分析，設(shè)計(jì)有限和無(wú)限兩種不同的數(shù)字濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，分析所設(shè)計(jì)濾波器(畫出了頻率特性曲線)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，畫出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化，分析的結(jié)果表明初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。過濾后語(yǔ)音信號(hào)頻域波形39。sound(x,fs,bits)。n=ceil(8*pi/Bt)。fc=4800。title(39。 信號(hào)經(jīng)過高通 FIR%窗函數(shù)法設(shè)計(jì)窗函數(shù)法設(shè)計(jì)高通濾波器（高通FIR）clear all。figure(3) %畫出濾波后的信號(hào)subplot(2,1,1)plot(X)。Bt=wcwp。t=0:1/fs:N/fs。figure(1)subplot(2,1,1)plot(x1)。 信號(hào)經(jīng)過低通FIR%信號(hào)經(jīng)過用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)低通FIRclc。figure(3) %畫出濾波后的信號(hào)subplot(2,1,1)plot(X)。[bl,al]=lp2hp(bap,aap,wc)。ws=10000*2*pi。title(39。 信號(hào)經(jīng)過高通IIR%無(wú)限脈沖響應(yīng)數(shù)字高通濾波器（高通IIR）
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