數(shù)字信號課程設(shè)計(jì)-基于matlab的噪聲語音信號的濾波設(shè)計(jì)與噪聲去除-資料下載頁
2024-11-10 01:30本頁面
【導(dǎo)讀】了MIC中串入了噪聲干擾，要求在語音信號中去除該干擾；不同的濾波器對信號進(jìn)行處理，比較不同處理方法的效果。音信號中，模仿語音信號被污染，并對合成的語音信號進(jìn)行時(shí)頻分析。濾波器，并繪制濾波器的頻率響應(yīng)曲線。便于應(yīng)用的目的。它在語音、雷達(dá)、圖像、系統(tǒng)控制、通信、航空航天、生物。醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。尺寸小、造價(jià)低、速度快等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字濾波器,是數(shù)字信號處理中及其重要的一部分。數(shù)字濾波器可以通過數(shù)值運(yùn)算實(shí)現(xiàn)濾。數(shù)字濾波器種類很多，根。FIR數(shù)字濾波器的幅頻特性精度較之于IIR數(shù)字濾波器低，但。是線性相位，就是不同頻率分量的信號經(jīng)過fir濾波器后他們的時(shí)間差不變，這是很好的性質(zhì)。FIR數(shù)字濾波器是有限的單位響應(yīng)也有利于對數(shù)字信號的處。等優(yōu)點(diǎn)收到人們的青睞。IIR濾波器采用遞歸型結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)上帶有反饋環(huán)路。利用MATLAB中的“uigetfile”命令來打開音頻文件。再對其進(jìn)行采樣，記住采樣頻
【正文】 鍵、菜單、文字說明等對象（ objects）構(gòu)成的一個(gè)用戶界面。用戶通過一定的方法（如鼠標(biāo)或鍵盤）選擇、激活這些圖形對象，使計(jì)算機(jī)產(chǎn)生某種動作或變哈爾濱工業(yè)大學(xué) （威海） 課程 設(shè)計(jì) 報(bào)告 13 化，比如實(shí)現(xiàn)計(jì)算、繪圖等。在 MATLAB 中 GUI 是一中包含多種對象的圖形窗口，并為 GUI 開發(fā)提供一個(gè)方便高效的集成開發(fā)環(huán)境 GUIDE。 GUIDE 主要是一個(gè)界面設(shè)計(jì)工具集， MAYLAB 將所有 GUI 支持度控件都集成在這個(gè)環(huán)境中，并提供界面外觀、屬性和行為響應(yīng)方式的設(shè)置方法。 GUIDE 將設(shè)計(jì)好的GUI 保存在一個(gè) FIG 文件中，同時(shí)生成 M 文件框架。 FIG 文件：包括 GUI 圖形窗口及其所有后裔的完全描述，包括所有對象屬性的屬性值。它是一個(gè)二進(jìn)制文件調(diào)用 hsave 課保存圖形窗口時(shí)將生車該文件。 M 文件包括 GUI 設(shè)計(jì)、控件函數(shù)以及定義為子函數(shù)的用戶控件回調(diào)函數(shù)，主要用于控制 GUI 展開時(shí)的各種特征。 GUI 創(chuàng)建包括界面設(shè)計(jì)和控件編程兩部分，主要步驟如下。第 一步：通過設(shè)置 GUIDE 應(yīng)用程序的選項(xiàng)來運(yùn)行GUIDE；第二步：使用界面設(shè)計(jì)編輯器進(jìn)行面設(shè)計(jì)；第三步：編寫控件行為響應(yīng)控制（即回調(diào)函數(shù)）代碼。 最后的系統(tǒng)界面如下圖所示 哈爾濱工業(yè)大學(xué) （威海） 課程 設(shè)計(jì) 報(bào)告 14 四 . 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 語音信號處理是語音學(xué)與數(shù)字信號處理技術(shù)相結(jié)合的交叉學(xué)科，課題在這里不討論語音學(xué)，而是將語音當(dāng)做一種特殊的信號，即一種“復(fù)雜向量”來看待。也就是說，課題更多的還是體現(xiàn)了數(shù)字信號處理技術(shù)。 從課題的中心來看，課題“ 語音信號的干擾去除 ”是希望將數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用于某一實(shí)際領(lǐng)域，這里就是指對語音及加噪處理。作為存儲于計(jì)算機(jī)中 的語音信號，其本身就是離散化了的向量，我們只需將這些離散的量提取出來，就可以對其進(jìn)行處理了。這一過程的實(shí)現(xiàn)，用到了處理數(shù)字信號的強(qiáng)有力工具 MATLAB。通過 MATLAB 里幾個(gè)命令函數(shù)的調(diào)用，很輕易的在實(shí)際語音與數(shù)字信號的理論之間搭了一座橋。 課題的特色在于它將語音信號看作一個(gè)向量，于是就把語音數(shù)字化了。那么，就可以完全利用數(shù)字信號處理的知識來解決語音及加噪處理問題。我們可以像給一般信號做頻譜分析一樣，來對語音信號做頻譜分析，也可以較容易的用數(shù)字濾波器來對語音進(jìn)行濾波處理。通過比較加噪前后，語音的頻譜和語音回 放，能明顯的感覺到加入噪聲后回放的聲音與原始的語音信號有很大的不同 ,前者隨較尖銳的干擾嘯叫聲。從含噪語音信號的頻譜圖中可以看出含噪聲的語音信號頻譜 ,在整個(gè)頻域范圍內(nèi)分是布均勻。其實(shí)，這正是干擾所造成的。通過濾波前后的對比，低通濾波后效果最好，高通濾波后的效果最差。由此可見，語音信號主要分布在低頻段，而噪聲主要分布在高頻段。 最后，還利用了 MATLAB 的另一強(qiáng)大功能 —— GUI 界面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出了一個(gè)簡易的用戶應(yīng)用界面，可以讓人實(shí)現(xiàn)界面操作，更加方便的進(jìn)行語音的頻譜分析與加噪濾波處理。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) （威海） 課程 設(shè)計(jì) 報(bào)告 15 五 . 設(shè)計(jì)體會 本設(shè)計(jì)圓滿的完成 了對加噪聲語音信號的讀取與打開，與課題的要求十分相符；也較好的完成了對原始語音信號和加噪聲后的語音信號的頻譜分析，通過 fft 變換，得出了語音信號的頻譜圖；在濾波這一部分，課題主要是從IIR 濾波器入手來設(shè)計(jì)濾波器等入手，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的濾波效果；完成了界面的設(shè)計(jì)，但也存在許多的不足，只是很勉強(qiáng)的達(dá)到了打開語音文件、顯示已定濾波前后的波形圖，界面沒有用到其它的一些控件，如列表框、下拉菜單等等，GUI 的界面設(shè)計(jì)功能沒能得到充分的發(fā)揮。 本次課程設(shè)計(jì)過程中遇到了不少問題，其中有頻譜圖繪制時(shí)不能出圖，噪聲添加時(shí)超出運(yùn)算范 圍， GUI 設(shè)計(jì)時(shí)全局變量的設(shè)置以及交互式控制設(shè)計(jì)出現(xiàn)一些意想不到的現(xiàn)象等問題。最后借助參考資料和強(qiáng)大及時(shí)的互聯(lián)網(wǎng)，這些問題都迎刃而解了。 本次課程設(shè)計(jì)選題及進(jìn)行過程中得到部分同學(xué)、老師的悉心指導(dǎo)。在我遇到困難的時(shí)候，同學(xué)和老師給予我最大的支持和鼓勵。指導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，踏實(shí)堅(jiān)韌的工作精神，值得我學(xué)習(xí)。在此，謹(jǐn)向幫助過我的老師、同學(xué)致以誠摯的謝意。同時(shí)還要學(xué)感謝與我同一課題的幾個(gè)同學(xué)，我們花費(fèi)課很多的時(shí)間和精力。相互之間幫忙協(xié)作，上網(wǎng)搜索相關(guān)資料，到圖書館查閱相關(guān)文獻(xiàn)，遇到難題，共同商討，解決不了的問 題。最終，我們一起解決了一個(gè)又一個(gè)難題。 最后，再次感謝所有幫助過我的老師和同學(xué)！ 哈爾濱工業(yè)大學(xué) （威海） 課程 設(shè)計(jì) 報(bào)告 16 六 . 參考文獻(xiàn) 1 高西全，丁玉美．?dāng)?shù)字信號處理第 3 版．西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 2 董少平主編 .數(shù)字信號處理基礎(chǔ) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,1996 3 薛年喜 .MATLAB 在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用第 2 版 .清華大學(xué)出版社 .2020 4 張磊，畢靖，郭蓮英． MATLAB 實(shí)用教程．北京：人民郵電出版社， 2020
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