【導(dǎo)讀】課題背景及目的………………………設(shè)計(jì)方案及原理………………………采樣定理的演示………………………3設(shè)計(jì)題第二部分………………………4設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器………………………間接法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器……………………5濾波分析……………………6心得體會(huì)……………………7參考文獻(xiàn)……………………附錄……………………5進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)、程序的設(shè)計(jì)、調(diào)試等。熟悉離散信號(hào)和離散系統(tǒng)的時(shí)域特性。掌握利用MATLAB對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析的方法。本次數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)我們小組選用巴特沃思數(shù)字濾波器以及。帶阻IIR濾波器設(shè)計(jì)，基于MATLAB函數(shù)直接設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器。器的性能，或者在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，減小FIR數(shù)字濾波器的階次。因此這種方法的重點(diǎn)是選擇一個(gè)合適的窗函數(shù)和理想濾波器。一個(gè)帶寬的低通濾波器由下式給定：

　　

【正文】 ,800]。Rp=1。As=20。 [N1,wp1]=cheb1ord(wp,ws,Rp,As,39。s39。)。 [B,A]=cheby1(N1,Rp,wp1,39。s39。)。 fk=0:2020/512:2020。wk=2*pi*fk。 Hk=freqs(B,A,wk)。 figure(4)。 plot(fk/1000,20*log(abs(Hk)))。 xlabel(39。頻率（ Hz） 39。)。ylabel(39。幅度（ dB）39。) title(39。帶通濾波器的頻譜分析 39。)。 axis([0,160,5])。 [Bz,Az]=impinvar(B,A)。 M=conv([Bz,Az],y)。 %sound(M)。 %播放加窗后語音 figure(5)。 subplot(2,1,1)。plot(M)。 title(39。濾波后被污染的信號(hào)波形 39。)。 M1=fft(M,2020)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1000),abs(M1(1:1000)))。 axis([0,500,0,150])。 title(39。濾波后被污染的信號(hào)頻譜 39。)。 附錄 C 切比雪夫 高 通濾波器程序 ： clf。 [x,FS,bits]=wavread(39。d:\media\sunshi39。)。 x=x(:,1)。 figure(1)。 subplot(2,1,1)。 plot(x)。 sound(x,FS,bits)。 %回放語音 title(39。語音信號(hào)時(shí)域波形圖 39。) y=fft(x,3260)。 f=(FS/1630)*[1:1630]。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1630),abs(y(1:1630)))。 axis([0,500,0,300])。 title(39。語音信號(hào)頻譜圖 39。)。 t=0:length(x)1。 zs=*cos(2*pi*100*t/22050)。 zs0=*cos(2*pi*10000*t/22050000)。 figure(2)。 subplot(2,1,1)。 plot(zs0) title(39。噪聲信號(hào)波形 39。)。 zs1=fft(zs,1200)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:600),abs(zs1(1:600)))。 axis([0,50,0,60])。 title(39。噪聲信 號(hào)頻譜 39。)。 一語音信號(hào)的數(shù)字濾波處理 第 45 頁 y=x+zs39。 sound(x,FS,bits)。 %回放污染語音 figure(3)。 subplot(2,1,1)。 plot(y) title(39。被噪聲污染的信號(hào)波形 39。)。 y1=fft(y,2020)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1000),abs(y1(1:1000)))。 axis([0,200,0,200])。 title(39。被噪聲污染的信號(hào)頻譜 39。)。 wp=2*pi*50。 ws=2*pi*25。 rp=3。rs=10。 fs=1000。 [n,wc]=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,39。s39。)。 [z,p,k]=cheb2ap(n,rs)。 [a,b,c,d]=zp2ss(z,p,k)。 [at1,bt1,ct1,dt1]=lp2hp(a,b,c,d,wc)。 [at2,bt2,ct2,dt2]=bilinear(at1,bt1,ct1,dt1,fs)。%雙線性變換法 [num,den]=ss2tf(at2,bt2,ct2,dt2)。 figure(4)。 freqz(num,den,128,fs)。 axis([25,200,30,0]) grid on。 M=filter(num,den,y)。 sound(M)。 %回放污染語音 figure(5)。 subplot(2,1,1)。plot(M)。 title(39。濾波后被污染的信號(hào)波形 39。)。 M1=fft(M,2020)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1000),abs(M1(1:1000)))。 axis([0,500,0,40]) title(39。濾波后被污染的信號(hào)頻譜 39。)。 附錄 D Blackman 窗低通濾波器仿真程序 ： clf。 [x,FS,bits]=wavread(39。d:\media\sunshi39。)。 x=x(:,1)。 figure(1)。 subplot(2,1,1)。 plot(x)。 %sound(x,FS,bits)。 %回放語音 title(39。語音信號(hào)時(shí)域波形圖 39。) y=fft(x,3260)。 f=(FS/1630)*[1:1630]。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1630),abs(y(1:1630)))。 title(39。語音信號(hào) 頻譜圖 39。)。 t=0:length(x)1。 zs=*cos(2*pi*10000*t/22050)。 zs0=*cos(2*pi*10000*t/22050000)。 figure(2)。 一語音信號(hào)的數(shù)字濾波處理 第 46 頁 subplot(2,1,1)。 plot(zs0) title(39。噪聲信號(hào)波形 39。)。 zs1=fft(zs,1200)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:600),abs(zs1(1:600)))。 title(39。噪聲信號(hào)頻譜 39。)。 y=x+zs39。 %sound(x,FS,bits)。 %回放污染語音 figure(3)。 subplot(2,1,1)。 plot(y) title(39。被噪聲污染的信號(hào)波形 39。)。 y1=fft(y,2020)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1000),abs(y1(1:1000)))。 title(39。被噪聲污染的信號(hào)頻譜 39。)。 fp=500。fs=1000。 wp=2*pi*fp/FS。 ws=2*pi*fs/FS。 Bt=wswp。 N0=ceil(11*pi/Bt)。 N=N0+mod(N0+1,2)。 wc=(wp+ws)/2/pi。 [bz,az]=fir1(N1,wc,blackman(N))。 [h,w]=freqz(bz,az)。 figure()。 subplot(2,1,1)。 plot([bz,az])。 axis([0,40,])。 title(39。h(n)波形 39。)。 subplot(2,1,2)。 plot(w/pi,20*log(abs(h)))。 axis([0,1,400,2])。 title(39。低通 損耗函數(shù)曲線 39。)。 M=conv([bz,az],y)。 %sound(M)。 %播放加窗后語音 figure(5)。 subplot(2,1,1)。plot(M)。 title(39。濾波后被污染的信號(hào)波形 39。)。 M1=fft(M,2020)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:500),abs(M1(1:500)))。 title(39。濾波后被污染的信號(hào)頻譜 39。)。 附錄 E Blackman 窗 帶 通濾波器仿真程序 ： clf。 [x,FS,bits]=wavread(39。d:\media\sunshi39。)。 x=x(:,1)。 figure(1)。 subplot(2,1,1)。 plot(x)。 %sound(x,FS,bits)。 %回放語音 title(39。語音信號(hào)時(shí)域波形圖 39。) y=fft(x,3260)。 f=(FS/1630)*[1:1630]。 subplot(2,1,2)。 一語音信號(hào)的數(shù)字濾波處理 第 47 頁 plot(f(1:1630),abs(y(1:1630)))。 axis([0,500,0,300])。 title(39。語音信號(hào)頻譜圖 39。)。 t=0:length(x)1。 zs=*cos(2*pi*10000*t/22050)。 zs0=*cos(2*pi*10000*t/22050000)。 figure(2)。 subplot(2,1,1)。 plot(zs0) title(39。噪聲信號(hào)波形 39。)。 zs1=fft(zs,1200)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:600),abs(zs1(1:600)))。 title(39。噪聲信號(hào)頻譜 39。)。 y=x+zs39。 %sound(x,FS,bits)。 %回放污染語音 figure(3)。 subplot(2,1,1)。 plot(y) title(39。被噪聲污染的信號(hào)波形 39。)。 y1=fft(y,2020)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1000),abs(y1(1:1000)))。 title(39。被噪聲污染的信號(hào)頻譜 39。)。 wlp=100*2*pi/FS。wup=500*2*pi/FS。 wls=30*2*pi/FS。wus=800*2*pi/FS。 Bt=wlpwls。 N0=ceil(11*pi/Bt)。 N=N0+mod(N0+1,2)。 wc=[(wls+wlp)/2/pi,(wus+wup)/2/pi]。 [bz,az]=fir1(N1,wc,blackman(N))。 [h,w]=freqz(bz,az)。 figure(4)。 subplot(2,1,1)。 plot([bz,az])。 axis([100,200,])。 title(39。h(n)波形 39。)。 subplot(2,1,2)。 plot(w/pi,20*log(abs(h)))。 title(39。帶通 損耗函數(shù)曲線 39。)。 axis([0,1,600,50])。 M=conv([bz,az],y)。 sound(M)。 %播放加窗后語音 figure(5)。 subplot(2,1,1)。plot(M)。 title(39。濾波后被污染的信號(hào)波形 39。)。 M1=fft(M,2020)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1000),abs(M1(1:1000)))。 axis([0,500,0,150])。 title(39。濾波后被污染的信號(hào)頻譜 39。)。 附錄 F Blackman 窗 高 通濾波器仿真程序 ： clf。 [x,FS,bits]=wavread(39。d:\media\sunshi39。)。 x=x(:,1)。 figure(1)。 subplot(2,1,1)。 一語音信號(hào)的數(shù)字濾波處理 第 48 頁 plot(x)。 %sound(x,FS,bits)。 %回放語音 title(39。語音信號(hào)時(shí)域波形圖 39。) y=fft(x,3260)。 f=(FS/1630)*[1:1630]。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1630),abs(y(1:1630)))。 axis([0,500,0,300])。 title(39。語音信號(hào)頻譜圖 39。)。 t=0:length(x)1。 zs=*cos(2*pi*100*t/22050)。 zs0=*cos(2*pi*10000*t/22050000)。 figure(2)。 subplot(2,1,1)。 plot(zs0) title(39。噪聲信號(hào)波形 39。)。 zs1=fft(zs,1200)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:600),abs(zs1(1:600)))。 axis([0,100,0,60])。 title(39。噪聲信號(hào)頻譜 39。)。 y=x+zs39。 %sound(x,FS,bits)。 %回放污染語音 figure(3)。 subplot(2,1,1)。 plot(y) title(39。被噪聲污染的信號(hào)波形 39。)。 y1=fft(y,2020)。 subplot(2,1,2)。 plot(f(1:1000),abs(y1(1:1000)))。 axis([0,500,0,150])。