【文章內容簡介】 函數 為 C(n)=S(n)CL S(n)CL 0 |S(n)|=CL S(n)+CL S(n)CL 利用短時自相關函數進行基音周期估計的步驟如下 : (1) 對所加載的語音加窗 。 (2) 計算加窗語音的短時自相關函數 , 選取短時自相關函數的局部最大點 。 (3) 對局部最大點進行清晰化 , 以便確認其確實為最大點 。 (4) 所有清晰點中最左邊的點對應的就是語音的基音周期 的 估計 。 因為沒有任何一種預測方法 能 夠準確計算出所有的基音周期 , 但絕大多數 10 的點是比較準確的 , 為此需要對計算結果進行平滑處理 , 常用的對基音周期軌跡的平滑有三種方法 : 中值濾波 、線性濾波、組合平滑。實驗中可以自己選擇采用哪種濾波方法。 第三節(jié) IIR 數字濾波器的 設計 一、激響應不變法 用數字濾波器的單位沖激響應序列 h(n)模仿模擬濾波器的沖激響應 ha(t),讓 h(n)正好等于 ha(t)的采樣值，即 h(n)= ha(nT) 其中 T為采樣間隔，如果以 Ha(S)及 H(z)分別表示 ha(t)的拉式變換及 h(n)的 Z 變換，則 二、雙線性變換法 S 平面與 z 平面之間滿足以下映射關系： s 平面的虛軸單值地映射 于 z 平面的單位圓上， s 平面的左半平面完全映射到 z 平面的單位圓內。雙線性變換不存在混疊問題。 雙線性變換時一種非線性變換 ，這種非線性引起的幅頻特性畸變可通過預畸而得到校正。 11 IIR 低通、高通、帶通數字濾波器設計采用雙線性原型變換公 式： 表 變換類 型 變換關系式 備 注 低通 高通 帶通 為帶通的上下邊帶臨界頻率 以低通數字濾波器為例，將設計步驟歸納如下： 確定數字濾波器的性能指標：通帶臨界頻率 fp、阻帶臨界頻率 fr；通帶內的最大衰減 Ap；阻帶內的最小衰減 Ar；采樣周期 T； 確定相應的數字角頻 率，ω p=2π fpT；ω r=2π frT； 計算經過預畸的相應模擬低通原型的頻率 根據Ω p和Ω r計算模擬低通原型濾波器的階數 N，并求得低通原型的傳遞函數 Ha(s)； 用上面的雙線性變換公式代入 Ha(s)，求出所設計的傳遞函數 H(z)； 分析濾波器特性，檢查其指標是否滿足要求。 12 第四章 設計過程 第一節(jié) 程序源代碼 一、錄制原始聲音信號并存儲： %原始語音信號的錄制和存儲 fs=8000。 channel=1。 time=2。 fprintf(39。按任意鍵后開始錄音（時間長度 %d 秒）： 39。,time)。 pause。 fprintf(39。\n 正在錄音?? 39。)。 shengyin=wavrecord(time*fs, fs,channel,39。double39。)。 %錄制語音信號 ,并賦給變量 shengyin fprintf(39。\n 結束 \n39。)。 wavwrite(shengyin,fs,39。F:\畢業(yè) \畢業(yè) \139。)。 %存儲語音信號 二、去除無效點并與原始信號比較： %原始語音信號時域圖與濾除無效點后語音信號時域圖的比較 n=wavread(39。 F:\畢業(yè) \畢業(yè) \139。)。 %讀取原始語音信號 subplot(2,1,1)。 plot(n)。 %顯示原始語音信號時域波形圖 title(39。原始語音信號時域圖 39。)。 %注明圖形標題 xlabel(39。采樣點數 39。)。 %注明 x軸 ylabel(39。振幅 39。)。 %注明 y軸 grid。 %對圖形添加網格 m=wavread(39。F:\畢業(yè) \畢業(yè) \139。,[3000 16000])。 %解決播放聲音比錄制動作慢半拍的現象 13 subplot(2,1,2)。 plot(m)。 %顯示濾除無效點后的語音信號時域波形圖 title(39。濾除無效點后的語音信號時域圖 39。)。 xlabel(39。采樣點數 39。)。 ylabel(39。振幅 39。)。 grid。 wavwrite(m,8000,39。 F:\學習 \學習 \ 數字信號 \139。)。 %存儲濾除無效點后的語音信號 三、取 8000 和 16000 個數據點進行分析： %對原始語音信號分別取 8000 和 16000 個數據點進行頻譜分析的程序 n=wavread(39。 F:\學習 \學習 \ 數字信號 \139。)。 %讀取原始語音信號 x=fft(n,8000)。 %對語音信號做 8000 點的 FFT 變換 subplot(2,2,1)。 plot(abs(x))。 %顯示語音信號的幅度譜圖 title(39。8000 個數據點的 FFT 幅度譜 39。)。 xlabel(39。數字頻率 39。)。 ylabel(39。振幅 39。)。 grid。 subplot(2,2,3)。 plot(angle(x))。 %顯示語音信號的相位譜圖 title(39。8000 個數據點的 FFT 相位譜 39。)。 xlabel(39。數字頻率 39。)。 ylabel(39。相位 39。)。 grid。 y=fft(n,16000)。 %對語音信號做 16000 點的 FFT 變換 subplot(2,2,2)。 plot(abs(y))。 %顯示語音信號的幅度譜圖 title(39。16000 個數據點的 FFT 幅度譜 39。)。 14 xlabel(39。數字頻率 39。)。 ylabel(39。振幅 39。)。 grid。 subplot(2,2,4)。 plot(angle(y))。 %顯示語音信號的相位譜圖 title(39。16000 個數據點的 FFT 相位譜 39。)。 xlabel(39。數字頻率 39。)。 ylabel(39。相位 39。)。 grid。 四 、設計濾波器存儲過濾信號： %設計 IIR 契比雪夫 I型低通濾波器 ,對原始信號進行濾波 ,并存儲經過濾波后的 %語音信號 %IIR 契比雪夫 I型低通濾波器的設計 fs=6500。 %抽樣頻率 Wp=2*1600/fs。 %歸一化通帶數字截止頻率 wp Ws=2*3200/fs。 %歸一化阻帶數字截止頻率 ws Rp=。 %通帶波紋系數 Rp Rs=80。 %最小阻帶衰減 Rs [N,Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,Rp,Rs)。 %求階數 N和濾波器截止頻率 Wn [num,den]=cheby1(N,Rp,Wn)。 %傳輸分子和分母的系數 [h,w]=freqz(num,den)。 %求 頻率響應 subplot(2,1,1)。 plot(w/pi,abs(h))。 %二維連續(xù)圖形 title(39。契比雪夫Ⅰ型低通濾波器的幅頻響應 39。)。 xlabel(39。\omega/\pi39。)。 % /后表示轉義字符 ylabel(39。振幅（幅值） 39。)。 grid。 subplot(2,1,2)。 15 plot(w/pi,20*log10(abs(h)))。 title(39。契比雪夫Ⅰ型低通濾波器的幅頻響應 39。)。 xlabel(39。\omega/\pi39。)。 % /后表示轉義字符 ylabel(39。振幅 (分貝 )39。)。 grid。 %顯示經過濾波后的語音信號的幅度譜和相位譜圖形 n=wavread(39。F:\學習 \學習 \ 數字信號 \139。)。 %讀取原始語音信號 x=filter(num,den,n)。 %對原始語音信號進行濾波 y=fft(x,2048)。 %對濾波后所得信號進行 FFT 變換 subplot(2,1,1) plot(abs(y))。 %顯示濾波后的幅度譜圖 title(39。濾波后的幅度譜 39。)。 xlabel(39。數字頻率 39。)。 ylabel(39。振幅 39。)。 grid。 subplot(2,1,2) plot(angle(y))。 %顯示濾波后的相位譜圖 title(39。濾波后的相位譜 39。)。 xlabel(39。數字頻率 39。)。 ylabel(39。相位 39。)。 grid。 wavwrite(x,fs,39。F:\學習 \學習 \ 數字 信號 \239。)。%存儲過濾波后的語音信號 五 、 濾 波后信號和原始信號的比較： %濾波后的語音信號波形與原始語音信號波形的比較 n1=wavread(39。F:\學習 \學習 \ 數字信號 \239。)。 %讀取濾波后的語音信號 n2=wavread(39。F:\學習 \學習 \ 數字信號 \139。)。 16 %讀取原始語音信號 m1=fft(n1)。 %對讀取所得的濾波后的語音信號進行 FFT 變換 m2=fft(n2)。 %對讀取所得的原始語音信號進行 FFT 變換 subplot(2,1,1)。 plot(20*log10(abs(m1)))。 %顯示濾波后的語音信號的相對幅度譜圖 title(39。濾波后的語音信號的相對幅度譜 39。)。 xlabel(39。采樣點數 39。)。 ylabel(39。振幅 39。)。 subplot(2,1,2)。 plot(20*log10(abs(m2)))。 %顯示原始語音信號的相對幅度譜圖 title(39。原始語音信號的相對幅度譜 39。)。 xlabel(39。采樣點 數 39。)。 ylabel(39。振幅 39。)。 %播放原始語音信號與濾波后的語音信號進行比較 n1=wavread(39。F:\學習 \學習 \ 數字信號 \139。)。 %讀取原始語音信號 sound(n1,8000)。 %播放原始語音信號 n2=wavread(39。F:\學習 \學習 \ 數字信號 \239。) %讀取濾波后的語音信號 sound(n2,7000)。 %播放濾波后的的語音信號 第二節(jié) 本章小結 通過一系列程序編輯， 此次設計中還存在一些難點，在濾波器的設計中理論知識 貧乏，通過這章課程設計學到了很多東西，了解了一些函數的用法，鞏固了數字信號處理這門課的理論知識。 論文初步完成了設計任務，由于本人能