語音信號濾波去噪——使用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)的巴特沃斯濾波器(編輯修改稿)
2025-08-25 13:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （214）式和（215）式是s平面與z平面之間的單值映射關(guān)系，這種變換就稱為雙線性變換。語音信號濾波去噪——：開始語音信號的采集（wavread函數(shù)），畫時(shí)域圖快速傅里葉變換，并且畫頻譜圖，噪聲頻率fn=2500設(shè)定濾波器性能指標(biāo)，通帶截止頻率fp=2300，阻帶截止頻率fc=2450，通帶波紋Rp=，阻帶波紋As=15雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫I型濾波器驗(yàn)證并進(jìn)行頻譜分析設(shè)計(jì)好的濾波器進(jìn)行濾波處理比較濾波前后語音信號的波形及頻譜回放語音信號結(jié)束 脈沖響應(yīng)不變法巴特沃斯濾波器對語音信號去噪流程圖 利用Windows下的錄音機(jī)，錄制語音信號，時(shí)間在1s左右，要求為8000HZ，8位單聲道的音頻格式。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，函數(shù)為[x,fs,bits]= wavread(39。39。),記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)，： 語音信號設(shè)置首先畫出語音信號的時(shí)域波形，再對語音信號進(jìn)行快速傅里葉變換，得到信號的頻譜特性。程序如下： [x,fs,bits]= wavread(39。39。)。 sound(x,fs,bits)。 N=length(x)。 fn=2500。 t=0:1/fs:(N1)/fs。 x=x39。 y=x+*sin(fn*2*pi*t)。 sound(y,fs,bits)。 X=abs(fft(x))。Y=abs(fft(y))。 X=X(1:N/2)。 Y=Y(1:N/2)。 deltaf=fs/N。 f=0:deltaf:fs/2deltaf。 得到原始語音信號時(shí)域圖形，原始語音信號幅度譜，加入噪聲之后的語音信號時(shí)域圖形，： 原始語音信號和加入噪聲之后的信號的時(shí)域波形和幅度譜將數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)為通帶截止頻率fp=2300HZ,阻帶頻率fc=2450HZ,通帶波紋Rp=，阻帶波紋As=15dB,要求確定H(z)。fp=fn200。fc=fn50。 % 低通濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo)wp=fp/fs*2*pi。ws=fc/fs*2*pi。 % 將Hz為單位的模擬頻率換算為rad為單位的數(shù)字頻率T=1。OmegaP=wp/T。 OmegaS=ws/T。 %定義采樣間隔，截止頻率線性變換Rp=25。As=35。 % 定義通帶波紋和阻帶衰減T=1。Fs=1/T。 OmegaP=(2/T)*tan(wp/2)。OmegaS=(2/T)*tan(ws/2)。% Analog chebyshev1Prototype Filter Calculation。[cs,ds]=afd_chb1(OmegaP, OmegaS,Rp,As)。% Bilinear transformation:[b,a]=bilinear (cs,ds,Fs)。[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(b,a)。 %驗(yàn)證濾波器是否達(dá)到指定性能n=0:100。h=impz(b,a,n)。： 利用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)的數(shù)字巴特沃斯濾波器（w(單位：)） 信號濾波信號前面已經(jīng)用雙線性變換法設(shè)計(jì)好了我們要的切比雪夫I型濾波器，接著就對語音信號進(jìn)行濾波處理，看自己設(shè)計(jì)的切比雪夫I型濾波器有沒有對我們的語音信號進(jìn)行處理。所以就用filter函數(shù)進(jìn)行濾波，即y_fil=filter(h,1,y)。我們將濾波前后的時(shí)域波形進(jìn)行比較，并對其進(jìn)行快速傅里葉變換，即Y_fil=abs(fft(y_fil))，目的是對比前后的頻域頻譜，具體分析設(shè)計(jì)的濾波器是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。： y_fil=filter(h,1,y)。 Y_fil=abs(fft(y_fil))。Y_fil=Y_fil(1:N/2)。 濾波前后的時(shí)域波形和頻譜圖對比 結(jié)果分析 我們先采集語音信號，再按照步驟用雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫I型濾波器。，縱坐標(biāo)差不多剛好在As處，所以設(shè)計(jì)的濾波器達(dá)到要求。，發(fā)現(xiàn)時(shí)域波形中的變化不明顯，可能是因?yàn)槲覀儾杉恼Z音信號噪聲不是很大，但是還是有濾去噪聲的；但是可以看到在頻域波形中，很明顯地反應(yīng)出設(shè)計(jì)的濾波器濾去了我們采集的語音信號中的噪聲。所以，運(yùn)用雙線性變換法設(shè)計(jì)的切比雪夫I型濾波器達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在這次的課程設(shè)計(jì)中，由于理論知識的不踏實(shí)以及其他各種原因，我們遇到了不少問題。（1）在進(jìn)行語音信號提取時(shí)，進(jìn)過多次錄取才得到理想的語音信號，在得到理想的波形時(shí)，
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