【正文】 語音信號(hào)加入單頻噪聲前后的時(shí)域和頻域波形圖 濾波器設(shè)計(jì) 在 Matlab 中，可以利用 矩形窗、三角窗、漢寧窗、漢明窗、布萊克曼窗、凱塞窗等 設(shè)計(jì) FIR濾波器， 在本次課程設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用漢寧 窗設(shè)計(jì)出 FIR濾波器。 % 將 Hz為單位的模擬頻率換算為 rad 為單位的數(shù)字頻率 wsd=fsd/fs*2*pi。 其調(diào)用格式： sound (x， fs， bits)； 可以感覺濾波前后的聲音有變化。掌握了基于 DSP的應(yīng)用開發(fā)，開闊了視野，增長(zhǎng)了知識(shí)，是進(jìn)入現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域重要技能，乃至大規(guī)模集成電路的開發(fā)也是會(huì)用到的基礎(chǔ)，今后要予以重視并積極努力去學(xué)習(xí)。 Y=fft(y)。 grid on。加噪聲后的時(shí)域波形圖 39。)。 dw=df/fs*2*pi。w/pi39。)。 title(39。 title(39。f39。)。 title(39。f39。 title(39。)。t39。 title(39。Y_fil=Y_fil(1:length(Y_fil)/2)。)。w/pi39。 title(39。fcu=(fpu+fsu)/2。加噪聲后的頻域波形圖 39。 grid on。)。 % 單頻噪 聲頻率設(shè)為 1800Hz t=0:1/fs:(length(x)1)/fs。在編寫公式時(shí)，應(yīng)該單擊“插入”，然后選擇“對(duì)象”，在選擇“公式 ”就可以編寫公式。 % 用設(shè)計(jì)好 的濾波器對(duì) y進(jìn)行濾波 Y_fil=abs(fft(y_fil))。 14 df=min((fsdfpd),(fpufsu))。 % 截取前半部分 deltaf=fs/2/length(X)。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(biāo)準(zhǔn)。 常見的窗函數(shù)，可以分為以下主要類型， （ 1） 冪窗 采用時(shí)間變量某種冪次的函數(shù)，如矩形、三角形、梯形或其它時(shí)間（ t）的高次冪； （ 2） 三角函數(shù)窗 應(yīng)用三角函數(shù)，即正弦或余弦函數(shù)等組合成復(fù)合函數(shù)，例如漢寧窗、海明窗等； （ 3） 指數(shù)窗 采用指數(shù)時(shí)間函數(shù) ， 例如高斯窗等 [5]。在新的版本中也加入了對(duì) C， FORTRAN， C++ ， JAVA 的支持。 課程設(shè)計(jì)目的 數(shù)字信號(hào)處理（ Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱 DSP）是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。 本次的課程設(shè)計(jì)主要采用的是第一類設(shè)計(jì)方法，是利用漢寧窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR 濾波器對(duì)一段語音進(jìn)行濾波去噪，通過這一過程，對(duì)濾波前后波形進(jìn)行對(duì)比分析得到結(jié)論。 設(shè) FIRDF 的單位脈沖響應(yīng) )(nh 的長(zhǎng)度為 N ，則其頻率響應(yīng)函數(shù)為 ??? ?? 10 )()( Nn njj enheH ?? （ 21） 一般將 )( ?jeH 表示成如下形式： )()()( ??? ? jgj eHeH ? （ 22） 式中， )(?gH 是 ? 的實(shí)函 數(shù)（可以去負(fù)值）。而 ??nhd 關(guān)于 ??n 點(diǎn)偶對(duì)稱，所 ? ? 2/1?? N? ，同時(shí)要求 ??nw 關(guān)于 ? ? 2/1?N 點(diǎn)偶對(duì)稱。 sound(x,fs,bits)。利用 Matlab 中的函數(shù) freqz 畫出各濾波器的頻率響應(yīng) ，首先利用數(shù)字信號(hào)處理里面學(xué)過的知識(shí)，根據(jù)自己選定的參數(shù)，用漢寧窗函數(shù)法設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器，得到數(shù)字濾波器的參數(shù) b， a。 wsu=fsu/fs*2*pi。 聲音變得不會(huì)有刺耳的聲音，而且比以前更加地平滑。 在此次課程中主要的要求是用麥克風(fēng)采集一段語音信號(hào)，在 MATLAB 軟件平臺(tái)上，利用編程加入噪聲函數(shù)， 繪制 出前后的 波形并觀察其頻譜，給定相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，用 漢寧窗 設(shè)計(jì)一個(gè)滿足指標(biāo)的 FIR 濾波器， 自己編寫出符合漢寧窗函數(shù)性質(zhì)的函數(shù)， 對(duì)該語音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理，比較濾波前后 的波形和頻譜并進(jìn)行分析，根據(jù)結(jié)果和學(xué)過的理論得出合理的結(jié)論 ，寫出符合要求的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 % 對(duì)原始信號(hào)和加噪信號(hào)進(jìn)行 fft變換 X=X(1:length(X)/2)。 %加上標(biāo)題和橫坐標(biāo)名稱 subplot(2,2,2)。)。ylabel(39。 % 將 Hz 為單位的模擬頻率換算為 rad 為單位的數(shù)字頻率 wsd=fsd/fs*2*pi。)。 grid on。脈沖響應(yīng) 39。加噪聲前的時(shí)域波形 39。)。 grid on。濾波后的時(shí)域波形 39。)。plot(f,Y_fil)。Y39。 xlabel(39。plot(f,X)。 % 用設(shè)計(jì)好的濾波器對(duì) y進(jìn)行濾波 Y_fil=abs(fft(y_fil))。pha39。 xlabel(39。plot(w/pi,db)。 % 帶阻濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo) fcd=(fpd+fsd)/2。 title(39。)。t39。 % 計(jì)算信號(hào) x的長(zhǎng)度 fn=1800。然后自己查了一些相關(guān)書籍得知，繪制流程圖時(shí) 一般用橢圓表示 “ 開始 ” 與 “ 結(jié)束 ” ， 行動(dòng)方案普通工作環(huán)節(jié)用矩形表示 ， 問題判斷或判定（審核 /審批 /評(píng)審）環(huán)節(jié)用菱形表示 ，箭頭代表工作流方向 ， 流程圖實(shí)例圖 ， 輸入輸出為平行四邊形 。 在同一張大圖里分別繪制原始信號(hào) x，加噪信號(hào) x’ ，濾波去噪信號(hào) y的時(shí)域波形和頻譜，以便比較和分析； 主程序如下： y_fil=fftfilt(h_bs,y)。fcu=(fpu+fsu)/2。 Y=Y(1:length(Y)/2)。采樣頻率與聲音頻率之間有一 定的關(guān)系，根據(jù)奎斯特理論，只有采樣頻率高于聲音信號(hào)最高頻率的兩倍時(shí)，才能把數(shù)字信號(hào)表示的聲音還原成為原來的聲音。窗口設(shè)計(jì)法就是截取 ??nhd 為有限長(zhǎng) 8 的一段因果序列，并用合適的窗口函數(shù)進(jìn)行加權(quán)作為 FIRDF 的單位脈沖響應(yīng)??nh 。 6 圖 11 MATLAB 的設(shè)計(jì)平臺(tái) MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)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(jiǎn)捷得多，并且 MathWork也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點(diǎn) ,使 MATLAB 成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。 關(guān)鍵詞 DSP 應(yīng)用實(shí)例； 濾波去噪； FIR濾波器；漢寧窗； MATLAB 使用