彈撥音樂濾波去噪使用三角窗設(shè)計fir濾波器要點(diǎn)(編輯修改稿)
2025-07-26 12:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 率響應(yīng)用FIR濾波器對語音信號進(jìn)行濾波比較濾波前后語音信號的波形及頻譜結(jié) 束在左下角點(diǎn)擊開始/程序/附件/娛樂/錄音機(jī)。圖 進(jìn)入錄音機(jī)界面然后點(diǎn)擊最右邊的紅色圓心的標(biāo)志，即可進(jìn)行錄音。錄一段2至3秒的語音，然后左鍵單擊文件/屬性。圖 打開聲音屬性在其中點(diǎn)擊立即轉(zhuǎn)換，將聲音格式設(shè)置為PCM，8位，單聲道，7KB/秒，然后點(diǎn)擊確定。然后再點(diǎn)擊文件/另存為，即可將該語音文件存在MATLAB文件下的work文件夾里。圖 設(shè)置語音屬性 語音信號的頻譜分析 然后在Matlab軟件平臺下，利用函數(shù)wavread對語音信號進(jìn)行采樣，記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)。采集完成后在信號中加入一個單頻噪聲。程序如下：[x,fs,bits]= wavread(39。D:\39。)。 sound(x,fs,bits)。 % 按指定的采樣率和每樣本編碼位數(shù)回放所錄語音文件N=length(x)。 % 計算信號x的長度fn=1700。 % 單頻噪聲頻率，此參數(shù)可自己設(shè)計t=0:1/fs:(N1)/fs。 % 計算時間范圍，樣本數(shù)除以采樣頻率 x=x39。 y=x39。+(fn*2*pi*t)。 %在原信號上添加噪聲sound(y,fs,bits)。 % 應(yīng)該可以明顯聽出有尖銳的單頻嘯叫聲X=abs(fft(x))。 Y=abs(fft(y))。 % 對原始信號和加噪信號進(jìn)行fft變換 X=X(1:N/2)。 Y=Y(1:N/2)。 % 截取前半部分deltaf=fs/N。 % 計算頻譜的譜線間隔f=0:deltaf:fs/2deltaf。 % 計算頻譜頻率范圍 音樂信號加入噪聲前后的時域頻域圖 設(shè)計數(shù)字濾波器和畫出其頻率響應(yīng)截止頻率也可以任意自選，在單頻噪聲干擾附近即可。在這里，很重要的是通帶截止db值的設(shè)置。這個值一定要根據(jù)我們使用的設(shè)計濾波器的方法來設(shè)定。因為我使用的是三角窗法，在三角窗函數(shù)中，最小阻帶衰減為25db。所以，一定要將通帶截止db值設(shè)置的小于25db，所以，我將其設(shè)置為15db。程序如下： fp1=fn200。fs1=fn50。fp2=fn+200。fs2=fn+50。 Rp=1。As=15。 % 帶阻濾波器設(shè)計指標(biāo) df=min((fs1fp1),(fp2fs2))。 % 計算上下邊帶中心頻率，和頻率間隔 dw=df/fs*2*pi。wc1=(fs1+fp1)/2。wc2=(fs2+fp2)/2。 % 將Hz為單位的模擬頻率換算為rad為單位的數(shù)字頻率 ws1=fs1/fs*2*pi。ws2=fs2/fs*2*pi。wp1=fp1/fs*2*pi。wp2=fp2/fs*2*pi。M=ceil(*pi/dw)+1。 % 計算三角窗設(shè)計該濾波器時需要的階數(shù) Rp=min(db(wp1/dw+1:wp2/dw))Rp = As=max(round(db(ws1/dw+1:1:501)))As = 22n=0:M1。 % 定義時間范圍 w_tri=(triang(M))39。 % 產(chǎn)生M階的三角窗 hd=ideal_lp(wc1,M)+ideal_lp(pi,M)ideal_lp(wc2,M)。 % 調(diào)用自編函數(shù)計算理想帶阻濾波器的脈沖響應(yīng) h=hd.*w_tri。 % 用窗口法計算實(shí)際濾波器脈沖響應(yīng) [db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h,1)。 % 調(diào)用自編函數(shù)計算濾波器的頻率特性： 用濾波器對信號進(jìn)行濾波在將濾波器設(shè)計好后，我們用自己設(shè)計的帶阻濾波器對采集的語音信號進(jìn)行濾波。在Matlab中，F(xiàn)IR濾波器利用函數(shù)fftfilt對信號進(jìn)行濾波，IIR濾波器利用函數(shù)filter對信號進(jìn)行濾波。程序如下： y_fil=filter(h,1,y)。 % 用設(shè)計好的濾波器對加噪信號y進(jìn)行濾波 Y_fil=fft(y_fil)。Y_fil=Y_fil(1:N/2)。 % 計算頻譜取前一半： 音樂信號的時域波形和頻譜圖比較 結(jié)果分析，原信號與濾波去噪信號的時域圖基本相似，只有邊緣部分有點(diǎn)差異；原信號與濾波去噪信號的頻譜圖波形也大致相似。通過觀察可以看到，加噪信號的時域圖中大部分都被加入的噪聲給遮蓋了，加噪信號的頻譜圖中，我們可以很明顯地看到與原信號頻譜圖相比，它在2500Hz左右處有一個尖脈沖，而濾波去噪信號的頻譜圖中該尖脈沖已經(jīng)消失，波形大致與原圖相似，可見濾波去噪效果基本不錯。在將三個信號的時域波形和頻譜圖比較之后，我們還要通過回放去濾波去噪音樂信號，來跟原信號相比，以檢驗濾波器的效果。在Matlab中，函數(shù)sound可以對聲音進(jìn)行回放。其調(diào)用格式為：sound (x，fs，bits)。用sound(y_fil,fs,bits)語句回放該濾波去噪信號，便可以感覺到濾波后的語音信號與原信號差不多，該設(shè)計基本符合要求。4出現(xiàn)的問題及解決方法在課程設(shè)計的兩周時間里，剛開始的前一周是在機(jī)房上機(jī)，老師跟我們綜述本次課程設(shè)計的具體流程，在老師的引導(dǎo)下我們可以請教老師不懂的問題及出現(xiàn)錯誤等等。剛開始的時候是模仿老師給的模版一步步來，在遇到不懂的地方老師能及時的指導(dǎo)。在整個課程設(shè)計的過程中，出現(xiàn)的問題在老師與
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