吹管音樂(lè)濾波去噪使用雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫ii型濾波器(編輯修改稿)
2025-02-14 15:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 % 定義通帶波紋和阻帶衰減wp=fp/fs*2*pi。 ws=fc/fs*2*pi。 %計(jì)算對(duì)應(yīng)的數(shù)字頻率T=1。Fs = 1/T。 %定義采樣間隔Omegap=(2/T)*tan(wp/2)。Omegas=(2/T)*tan(ws/2)。 %截止頻率預(yù)畸變[cs,ds] = afd_chb1(Omegap,Omegas,Rp,As)。 %選擇濾波器最小階數(shù)[b,a] = bilinear(cs,ds,Fs)。[C,B,A] = dir2cas(b,a) %雙線性變換法實(shí)現(xiàn)模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)換[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(b,a)。 %繪制數(shù)字濾波器頻率響應(yīng)幅度圖delta=[1,zeros(1,99)]。ha=filter(b,a,delta)。 ha=filter(b,a,delta)。 切比雪夫?yàn)V波器的幅度和相位譜 信號(hào)濾波處理濾波程序：y_fil=filter(b,a,y)。 % 用設(shè)計(jì)好的濾波器對(duì)y進(jìn)行濾波Y_fil=abs(fft(y_fil))。Y_fil=Y_fil(1:N/2)。 % 計(jì)算頻譜取前一半。 濾波前后吹管音樂(lè)音樂(lè)的時(shí)域和頻譜圖 加噪與去噪的吹管音樂(lè)頻譜圖比較上面是加語(yǔ)音信號(hào)幅度譜圖，由圖可知：吹管音樂(lè)的噪聲是加在高頻上，而我用切比雪夫低通濾波器除去噪聲，得到濾波的信號(hào)與原始的吹管音樂(lè)相差很小。在MATLAB中，經(jīng)sound函數(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò)切比雪夫II型濾波器之后的信號(hào)進(jìn)行回放，可以聽(tīng)出濾波之后的信號(hào)比原始信號(hào)更清晰一些，清除了環(huán)境噪音。通過(guò)以下語(yǔ)句來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)回放比較：sound（x，fs，bits） %播放原始吹管音樂(lè)sound（y，fs，bits） %播放加噪后的吹管音樂(lè)sound（y_fil，fs，bits） %播放經(jīng)過(guò)濾波處理后的吹管音樂(lè)所得結(jié)果證明了切比雪夫I型濾波器去噪設(shè)計(jì)成功。4出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法（1）采集的語(yǔ)音信號(hào)需要設(shè)置成8000Hz，8位，單聲道，在得到理想的波形時(shí)，通過(guò)多次嘗試，和查找書(shū)籍及同學(xué)討論，最后猜得到理想的吹管音樂(lè)的時(shí)域圖和頻譜圖；（2）最好將角頻率的頻譜圖轉(zhuǎn)化為頻率的頻譜圖，這樣在觀察通帶截止頻率和阻帶截止頻率是更加精確，誤差更??；（3）由于使用的MATLAB軟件版本不同，導(dǎo)致在自己機(jī)器上始終不能畫(huà)出正確的波形，最后只能在其他機(jī)器上完成此次的波形圖；（4）我們?cè)O(shè)計(jì)的濾波器的阻帶截止頻率，在畫(huà)出的頻譜圖上應(yīng)該更改坐標(biāo)，由此觀察設(shè)計(jì)的濾波器是否滿足要求，若不滿足則可以及時(shí)更改。（5）所有的時(shí)間波形橫坐標(biāo)都要化為時(shí)間，濾波前后頻譜的橫坐標(biāo)應(yīng)是頻率，這樣在觀察通帶截止頻率和阻帶截止頻率時(shí)更加精確，誤差較小。5 結(jié)束語(yǔ)本次數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)星期，此次課程設(shè)計(jì)采用Matlab進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)，明顯可以看出，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我們加深了對(duì)課堂抽象概念的理解，鞏固了課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，并能很好地理解與掌握數(shù)字信號(hào)處理中的基本概念、基本原理、基本分析方法。在本次課程設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生自己剪輯音樂(lè)，設(shè)計(jì)濾波器對(duì)聲音進(jìn)行處理，大大激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)興趣，使我們很快地掌握編程方法和解決實(shí)際問(wèn)題的技巧，取得了良好的教學(xué)效果。我們?cè)趯W(xué)習(xí)這門(mén)課程時(shí),普遍感到數(shù)字信號(hào)處理的概念抽象,對(duì)其中的分析方法與基本理論不能很好地理解與掌握。因此,如何幫助學(xué)生理解與掌握課程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,是本課程教學(xué)中所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)這些抽象的概念的理解轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的運(yùn)用與擴(kuò)展，從中感受到不同與課本的知識(shí)運(yùn)用，加強(qiáng)了我對(duì)本科目的理解和升華。在此我要特別感謝我們的指導(dǎo)老師們，還有各位同學(xué)的幫助，你們的教誨讓我受益非淺，我也將更加努力進(jìn)步學(xué)習(xí)和完善自己。最后向老師和同學(xué)們表示最真誠(chéng)的謝意。 6 參考文獻(xiàn)[1] 程佩青．?dāng)?shù)字信號(hào)處理教程［M］．北京：清華大學(xué)出版社，2002[2] 薛年喜主編．MATLAB 在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2002[3] 維納?K?恩格爾，約翰?G?普羅克斯. 數(shù)字信號(hào)處理 [M].西安交通大學(xué)出版社，2002[4] 董長(zhǎng)虹等. MATLAB信號(hào)處理與應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005[5] [美] 著，張建華等 [M].北京：科學(xué)出版社，2002[6] 張葛祥，李 娜. MATLAB仿真技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007附錄1：語(yǔ)音信號(hào)濾波去噪設(shè)計(jì)源程序清單% 程序名稱：吹管音樂(lè)濾波去噪—使用雙線性變換設(shè)計(jì)切比雪夫II型濾波器% 程序功能：采用雙線性變換設(shè)計(jì)切比雪夫II型濾波器對(duì)含噪吹管音樂(lè)進(jìn)行濾波去噪處理。% 程序作者：鄒磊/% 最后修改日期：2012316[x,fs,bits]=wavread(39。39。)。 % 輸入?yún)?shù)為文件的全路徑和文件名，輸出的第一個(gè)參數(shù)是每個(gè)樣本的值，fs是生成該波形文件時(shí)的采樣
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