課程設(shè)計(jì)論文-基于fir的語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字濾波處理(編輯修改稿)
2025-09-07 09:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 各種結(jié)構(gòu)都有其優(yōu)缺點(diǎn)。鑒于級(jí)聯(lián)型常用于均衡器中，而且優(yōu)點(diǎn)比較突出，所以，以級(jí)聯(lián)型為便詳細(xì)介紹其算法實(shí)現(xiàn)。采用級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)的FIR濾波器將傳遞函數(shù)分解為二階傳遞函數(shù)的乘積，即H(z)=H1(Z)H2(Z)…HM(Z)，每一級(jí)的子濾波器Hk(z)常取以下的形式：一般級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)都采用直接II型結(jié)構(gòu)作為子濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。使用直接II型的子濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。程序見(jiàn)附錄。5設(shè)計(jì)濾涉及的歩驟和過(guò)程 FIR1函數(shù)用來(lái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)頻率響應(yīng)的基于窗函數(shù)的FIR濾波器，可實(shí)現(xiàn)加窗線性相位FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。語(yǔ)法：b=fir1(n,Wn)。b=fir1(n,Wn,’ftype’)。b=fir1(n,Wn,Window)。b=fir1(n,Wn,’ftype’,Window)。其中，n為濾波器的階數(shù)；Wn為濾波器的截止頻率；ftype參數(shù)用來(lái)決定濾波器的類(lèi)型，當(dāng)ftype=high時(shí)，可設(shè)計(jì)高通濾波器；當(dāng)ftype=stop時(shí)，可設(shè)計(jì)帶阻濾波器。Windows參數(shù)用來(lái)指定濾波器采用的窗函數(shù)類(lèi)型，其默認(rèn)值為漢明（Hamming）窗。使用fir1函數(shù)可設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的低通、高通、帶通和帶阻濾波器。濾波器的系數(shù)包含在返回值b中，可表示為b(z)=b(1)+b(2)+...+b(n+1)本文采用漢明窗設(shè)計(jì)低通FIR濾波器使用b=fir1(n,Wn)可得到低通濾波器。其中，0Wn1，Wn=。其語(yǔ)法格式為b=fir1(n,Wn)。采用：b=fir1(25, )。得到歸一化系數(shù)：b = Columns 1 through 8 Columns 9 through 16 Columns 17 through 24 Columns 25 through 26 或者在命令行輸入fdatool進(jìn)入濾波器的圖形設(shè)置界面，如下圖所示得到系數(shù)（并沒(méi)有歸一化）const int BL = 26。const int16_T B[26] = { 26, 33, 126, 207, 138, 212, 757, 1096, 652, 950, 3513, 6212, 7948, 7948, 6212, 3513, 950, 652, 1096, 757, 212, 138, 207, 126, 33, 26}。 FIR濾波器的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)為：采用25階低通濾波器，漢明窗(Hamming Window)函數(shù)，截止頻率為1000Hz，采樣頻率為8000Hz，增益40db。下面的程序功能是：讀取語(yǔ)音文件，并加入一定的隨機(jī)噪聲，最后使用窗函數(shù)濾波法進(jìn)行語(yǔ)音濾波，輸出個(gè)階段的時(shí)域和頻域波形。原程序如下：[x,fs,bits]=wavread(39。39。)。 %讀取語(yǔ)音文件 m=max(x)。normal1=x/max(x)。 %歸一化sound(normal1,fs,bits)。 %播放歸一化后的語(yǔ)音信號(hào) indata=round(32767*normal1)。 %數(shù)據(jù)最大取16位的數(shù)即32768tem1=fopen(39。39。,39。w39。)。 %打開(kāi)文件保存數(shù)據(jù)fprintf(tem1,39。1651 1 0 0 0\n39。)。 %輸出文件頭fprintf(tem1,39。%d\n39。,indata)。 %輸出fclose(tem1)。 %關(guān)閉n = length (x)。 %求出語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度X=fft(x,n)。 %傅里葉變換%x2=randn(1,length(x))。 %產(chǎn)生一與x長(zhǎng)度一致的隨機(jī)信號(hào)%sound(x2,fs,bits)。m=randn(size(x))。 %產(chǎn)生隨機(jī)噪聲 x2=*m+x。X2=fft(x2,n)。 %傅里葉變換normal=x2/max(x2)。 %歸一化chang=round(32767*normal)。sound(normal,fs,bits)。 %播放加噪聲后的音樂(lè)ch=fopen(39。39。,39。w39。)。fprintf(ch,39。1651 1 0 0 0\n39。)。fprintf(ch,39。%d\n39。,chang)。fclose(ch)。subplot(2,2,1)。plot(x)。title(39。原始信號(hào)波形39。)。subplot(2,2,2)。plot(abs(X))。title(39。原始信號(hào)頻譜39。)。subplot(2,2,3)。plot(x2)。title(39。加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào)波形39。)。subplot(2,2,4)。plot(abs(X2))。title(39。加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào)頻譜39。)。%figure(2)N=24。Wn=。 %海明窗濾波器b=fir1(N,Wn)。hd = (b)。 %畫(huà)出濾波器的頻率響應(yīng)圖freqz(hd)。figure(3)z=filter(b,1,x2)。 %對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波 m=length(z)。Z=fft(z,m)。subplot(211)。plot(z)。title(39。FIR濾波后信號(hào)的波形39。)。subplot(212)。plot(abs(Z))。title(39。FIR濾波后信號(hào)的頻譜39。)。%pause(1)。 %延時(shí)1秒sound(z,fs,bits)。 %播放濾波后的語(yǔ)音信號(hào) xout=z/max(z)。xto_ccs=round(32767*xout) fid=fopen(39。39。,39。w39。)。fprintf(fid,39。1651 1 0 0 0\n39。)。fprintf(fid,39。%d\n39。,xto_ccs)。fclose(fid)。運(yùn)行上面的M文件，、：圖 原始信號(hào)和加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域和頻域波形第18頁(yè)圖 圖 FIR濾波后的時(shí)域頻域波形 語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字濾波處理（CC
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