【文章內(nèi)容簡介】 放濾波濾波前后時域及頻譜圖比較濾波前后時域及頻譜圖比較第3章 課程設(shè)計的心得體會在設(shè)計之前，在圖書館參考了許多相關(guān)的資料，同時也從網(wǎng)絡(luò)上查看和下載了一些有關(guān)的程序。在設(shè)計前又回顧了MATLAB的操作和濾波器的有關(guān)知識，從而有了基本的思路。本次課程設(shè)計是以數(shù)字信號處理為理論基礎(chǔ)，利用MATLAB對信號進行分析，處理語音信號以及設(shè)計濾波器。課程設(shè)計題目是MATLAB語言實現(xiàn)對模擬信號的處理課程設(shè)計，需要對語音信號進行采樣、分析并濾波。從這次課程設(shè)計中，我認識到了書上的理論知識很好的和實際結(jié)合到了一起，首先要采集一段語音信號，因為原始的語音信號是模擬的，所以要對原始的語音信號進行采樣，是通過函數(shù)wavread()來實現(xiàn)的，使我很好的掌握了這個函數(shù)的用法。數(shù)字濾波器設(shè)計包括了無限沖擊響應(yīng)（IIR）和有限沖擊響應(yīng)（FIR）濾波器設(shè)計，在本次課設(shè)中，IIR濾波器本人設(shè)計了一種：巴特沃思低通濾波器，F(xiàn)IR濾波器本人設(shè)計了海明窗低通濾波器。它們的性能指標(biāo)是根據(jù)含有噪聲的語音信號頻譜圖的特點設(shè)計的。在平時的理論學(xué)習(xí)中我們學(xué)習(xí)了數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)，無限長單位沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計方法和有限長單位沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計方法，著重學(xué)習(xí)了利用模擬濾波器設(shè)計IIR數(shù)字濾波器，從理論知識可知利用模擬濾波器設(shè)計數(shù)字濾波器就是要把s平面映射到z平面，使模擬系統(tǒng)函數(shù)H(s)變換成所需的數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H(z)，一般是利用沖激響應(yīng)不變法、階躍響應(yīng)不變法、雙線性變換法來實現(xiàn)模擬濾波器到數(shù)字濾波器的映射。在純理論的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)生對濾波器的設(shè)計還不了解。通過這次課設(shè)，使我對濾波器的設(shè)計有了更深層次的的認識。在整個程序中，多次使用了MATLAB的繪圖功能，畫出了低通濾波器的頻率響應(yīng)圖，濾波前后的語音信號的時域圖和頻譜圖，使我感受到了其強大的繪圖功能，使得可以很直觀的看出信號的種種特性，從而可以更加容易的判斷出對信號的處理是否達到了預(yù)期的目的。 “看花容易，繡花難”，我剛開始以為題目比較簡單，所以就開始進行設(shè)計，但出現(xiàn)了許多未預(yù)料到的問題，首先便是語音信號的選取，這不僅僅是通過電腦中Windows下的錄音機錄制一段信號便可，好的語音能使設(shè)計更加清晰簡單，在該錄制中要求錄制的語音必須為8位單聲道的，且語音的清晰度越高越好，錄制時間不應(yīng)過長，光這一項便花費了很長一段時間。錄音完成后利用函數(shù)wavread對語音信號進行采樣,在采樣時采樣頻率為8Hz，但在做程序時發(fā)現(xiàn)可以使用其它的采樣頻率，但采樣后聲音與原聲明顯不同，在設(shè)計中選擇不同點數(shù)進行FFT變換時所得出的結(jié)果不同，我在設(shè)計中嘗試了很多種情況。在繪制原始信號的時域波形和頻譜圖遇到的困難不是很多，但在添加噪聲信號時卻出現(xiàn)了很多問題，例如開始時始終無法將兩個信號加在一塊，后來在老師的解說下才發(fā)現(xiàn)錄音的格式不符合，即所錄的音必須為單聲道的，這樣才能和一維的高頻余弦信號相加，解決完這點后又發(fā)現(xiàn)加噪聲的程序會出現(xiàn)警告，這點會影響到M文件的使用，即到了后面設(shè)計界面時無法進行，后經(jīng)過自己的檢查和同學(xué)的指導(dǎo)最后還是解決了這一問題。在加完噪聲后開始確定各參數(shù)設(shè)計濾波器時，這時需要前面學(xué)到的知識再次應(yīng)用，根據(jù)具體的參數(shù)選擇設(shè)計合適的濾波器對加噪后的信號進行濾波，在該設(shè)計中我選擇的是巴特沃思低通濾波器和漢明窗濾波器，在設(shè)計這兩種濾波器時要求對它們的原理都要有一定的了解，這同時給了我們復(fù)習(xí)課程的機會，通過學(xué)到的和課本最終還是按要求得出了合適的濾波器，通過對比濾波前后的頻譜特性圖發(fā)現(xiàn)濾波后的信號不能完全達到原來信號那么完整和清晰，這也許是誤差，也許是濾波器的選擇還是存在一定的問題，但我認為這應(yīng)該是誤差吧！在設(shè)計界面的時要將文件分別保存到M文件中，發(fā)現(xiàn)漢字不能顯示在最外層，設(shè)計完界面后利用界面來調(diào)取程序感覺簡潔了好多，使人很容易就可以了解設(shè)計的思路?？偟膩碚f，這次課程設(shè)計幫助我鞏固了平常所學(xué)習(xí)的理論知識，使我對所學(xué)的理論知識有了一個更深層次的理解和掌握，同時加強了我對MATLAB的運用能力，從而能夠借助軟件來更好的分析，處理信號和設(shè)計濾波器。在整個課程設(shè)計過程中，編寫程序與調(diào)試程序中出現(xiàn)了一系列的問題經(jīng)過日夜認真琢磨分析后，最終改正了錯誤，把課程設(shè)計順利完成，總的來說，通過這次的數(shù)字信號處理課程設(shè)計，收獲還是很大的，可以把我們課本上的理論知識應(yīng)用到實驗中。 第4章 附錄程序及相應(yīng)的波形圖附錄一：主程序（1）.用MATLAB對原始語音信號進行分析，畫出它的時域波形和頻譜將錄制的語音信號與所有的程序放置在同一個文件夾，在程序中通過wavread()函數(shù)來讀取這段原始信號，并繪出采樣后其時域波形圖和頻譜圖。程序如下：[y,fs,n]=wavread(39。D:\My Documents\MATLAB\39。)。 %將采樣后的語音信號賦給變量yY=fft(y,2048) %對采樣后的語音信號做2048點FFT變換 figure(1)。subplot(211)。plot(y)。 %采樣后語音信號的波形 title(39。原始信號波形39。)。xlabel(39。時間n39。)。ylabel(39。幅值n39。)。subplot(212)。plot(abs(Y))。 %采樣后語音信號的頻譜 title(39。原始信號頻譜39。)。xlabel(39。Hz39。)。ylabel(39。幅值n39。)。（2）.給原始的語音信號加上一個高頻余弦噪聲，頻率為1800Hz[y,fs,n]=wavread(39。D:\My Documents\MATLAB\39。)。 f=fs*(0:511)/2048。t=0:1/8000:(size(y)1)/8000。 %將所加噪聲信號的點數(shù)調(diào)整到與原始信號相同Au=。 %噪聲幅值d=[Au*cos(2*pi*1800*t)]39。 %噪聲為1KHz的余弦信號y2=fft(d,2048)。 %對噪聲信號做2048點FFT變換 figure(2)subplot(2,1,1)。plot(t,d)title(39。噪聲信號時域圖39。)。xlabel(39。時間n39。)。ylabel(39。幅值n39。)。subplot(2,1,2)。plot(f,abs(y2(1:512)))。title(39。噪聲信號頻譜39。)。xlabel(39。Hz39。)。ylabel(39。幅值n39。)。（3）.將噪聲信號加入原始信號中程序 [y,fs,n]=wavread(39。D:\My Documents\MATLAB\39。)。 %將采樣后的語音信號賦給變量yf=fs*(0:511)/2048。t=0:1/8000:(size(y)1)/8000。 %將所加噪聲信號的點數(shù)調(diào)整到與原始信號相同Au=。 %噪聲幅值d=[Au*cos(2*pi*1800*t)]39。 %x2=y+d。 %將噪聲加入到語音信號中y1=fft(y,2048)。 %對信號做2048點FFT變換y2=fft(x2,2048)。 %對加入噪聲以后的語音信號做2048點FFT變換 figure(1)plot(t,x2)title(39。加噪后的信號39。)。xlabel(39。時間n39。)。ylabel(39。幅值n39。)。figure(2)subplot(2,1,1)。plot(f,abs(y1(1:512)))。title(39。原始語音信號頻譜39。)。xlabel(39。Hz39。)。ylabel(39。幅值n39。)。subplot(2,1,2)。plot(f,abs(y2(1:512)))。title(39。加噪后的信號頻譜39。)。xlabel(39。Hz39。)。ylabel(39。幅值n39。)。（4）.濾波器的類型設(shè)計程序雙線性變換法設(shè)計巴特沃思低通濾波器[y,fs,n]=wavread(39。D:\My Documents\MATLAB\39。)。 %將采樣后的語音信號賦給變量yf=fs*(0:511)/2048。t=0:1/8000:(size(y)1)/8000。 %將所加噪聲信號的點數(shù)調(diào)整到與原始信號相同Au=。 %噪聲幅值d=[Au*cos(2*pi*1800*t)]39。 %x2=y+d。 %將噪聲加入到語音信號中wp=*pi。ws=*pi。Rp=1。Rs=15。Fs=8000。Ts=1