【正文】 下： [x,fs,bits]=wavread(‘ ’ )。錄音機(jī)如下圖 32 所示： 在 Windows 下錄制語音將語音格式改為 .wav 加入單頻噪聲 對語音信號進(jìn)行頻譜分析，畫出時域和頻域波形圖 用漢寧窗設(shè)計 FIR 濾波器 畫出其頻率響應(yīng) 用 FIR 濾波器對語音信號進(jìn)行濾波 畫出語音信號濾波前后波形并且進(jìn)行比較分析 開始 結(jié)束 11 圖 32 錄音機(jī)窗口 圖 33 音頻文件格式 將語音信號的屬性改為如圖 33 所示的音頻文件，并且命名音頻文件名為，保存在 的 work 文件下。對 ? ??jd eH 進(jìn)行 IFT 得到 ? ? ? ? ? ?? ?? ??? ???? ?? ?? ? ??? ?? n ndeeHnh jjdd s i n2 1 （ 26） （ 3）加窗得到 FIRDF 的單位脈沖響應(yīng) ??nh ， ? ? ? ? ? ?nwnhnh d? （ 27） 式中， ??nw 稱為窗口函數(shù)，其長度為 N 。 窗口設(shè)計法的基本思想是用 FIRDF 逼近希望的濾波特性。因此， FIR 濾波器在通信、圖像處理、模式識別等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。如下圖 11所示： MATLAB 是矩陣實驗室（ Matrix Laboratory）的簡稱，是美 國 MathWorks 公司出品的商業(yè) 數(shù)學(xué)軟件 ，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括 MATLAB 和 Simulink 兩大部分。 數(shù)字信號處理是利用計算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對信號進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識別等處理，以得到符合人們需要的信號形式。 課程大作業(yè) 課程名稱： DSP原理及應(yīng)用 《語音信號的 FIR濾波》 學(xué)院年級：工程學(xué)院 08 級 組 長： 陳春明 學(xué)號 202030460102 08 自動化 1 班 成員 一 ： 陳木生 學(xué)號 202030460103 08 自動化 1 班 成員 二 ： 謝楨煜 學(xué)號 202030460126 08 自動化 1 班 成員 三 ： 吳北才 學(xué)號 202030460124 08 自動化 1 班 指導(dǎo)老師： 徐梅宣 老師 日 期： 20201210 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院 2 摘 要 本課程設(shè)計主要是對一段語音信號，加入噪聲后，用某種函數(shù)法設(shè)計出的FIR 濾波器對加入噪聲后的語音信號進(jìn)行濾波去噪處理，并且分析對比前后時域和頻域波形的程序設(shè)計。在過去的二十多年時間里，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 。 課程設(shè)計的主要設(shè)計平臺式 MATLAB 。 2. 設(shè)計原理 FIR 濾波器 有限長單位脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器（ Finite Impulse Response Digital Filter,縮寫 FIRDF） ：有限長單位沖激響應(yīng)濾波器，是數(shù)字信號處理系統(tǒng)中最基本的元件 ， 最大優(yōu)點(diǎn)是可以實現(xiàn)線性相性濾波 ，它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴(yán)格的線性相頻特性，同時其單位抽樣響應(yīng)是有限長的，因而濾波器是穩(wěn) 7 定的系統(tǒng)。 2/0 ?? ?? 在信號處理中很有實用價值（如希伯爾特變換器），這是 FIRDF 除了線性相位濾波外，還具有真正交變換作用。以低通線性相位 FIRDF 設(shè)計為例，一般選擇 ? ??jd eH 為線性理想低通濾波器，即 ? ? ???? ? ， ，0??? jjd eeH ??? ?? ???cc （ 25） 9 （ 2）求出 ??nhd 。 程序的設(shè)計流程圖如下圖 31 所示： 圖 31 程序設(shè)計流程圖 錄制語音信號 單擊“開始”，找到 ” 附件 ” 中的“娛樂”，出現(xiàn)“錄音機(jī)”這一項，單擊這一項，彈出窗口，并且開始錄制語音信號“大家好，我是 xxx”，時間為 3 秒。 采集完成后在信號中加入一個單頻噪聲，設(shè)計的任務(wù)即為從含噪信號中濾除單頻噪聲，還原原 始信號。 % 加入一個單頻噪聲 sound(y,fs,bits)。 % 計算頻譜頻率范圍 用繪圖程序 畫出 加噪前后信號的時域和頻域波形圖，如圖 34所示， 從下圖可以看出，在為語音信號加入噪聲后，語音信號的時域波形圖變得很寬，但是時間軸沒有改變，其頻域波形圖則出現(xiàn)一很尖銳的直線，其頻率為 1700Hz，即加入的單頻噪聲的頻率為 1700Hz。fsu=1850。 wcu=fcu/fs*2*pi。 % 調(diào)用自編函數(shù)計算理想帶阻濾波器的脈沖響應(yīng) h_bs=w_ham39。 % 計算頻譜取前一半 濾波前后以及加入噪聲后的波形對比圖如 36 圖所示，由圖可以看出，加噪聲的語音經(jīng)過 FIR 濾波器的濾除噪聲處理，噪聲已經(jīng)完全被濾掉，說明 FIR 濾波器設(shè)計比較理想。 filter 函數(shù)主要運(yùn)用于 IIR 濾 波器，所調(diào)用的格式為filter(b,a,x)，而 fftfilt 函數(shù)的調(diào)用為 fftfilt(b,x)，所以在調(diào)用時應(yīng)將 a刪去。熟悉 DSP 芯片的系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用開發(fā)流程 。 % 輸入?yún)?數(shù)為文件的全路徑和文件名輸出的第一個參數(shù)是每個樣本的值， fs 是生成該波形文件時的采樣率， bits 是波形文件每樣本的編碼位數(shù)。 % 加入一個單頻噪聲 sound(y,fs,bits)。plot(t,x)。x39。 xlabel(39。plot(t,y)。y39。 xlabel(39。fsd=1750。 22 % 計算上下邊帶中心頻率，和頻率間隔 wcd=fcd/fs*2*pi。 % 產(chǎn)生 M 階的漢寧窗 hd_bs=ideal_lp(wcd,M)+ideal_lp(pi,M)ideal_lp(wcu,M)。)。 subplot(2,2,2)。ylabel(39。)。 subplot(2,2,4)。ylabel(39。plot(t,x)。ylabel(39。)。 subplot(3,2,3)。ylabel(39。)。 subplot(3,2,5)。ylabel(39。)。 24