【導(dǎo)讀】濾波器設(shè)計(jì)在數(shù)字信號(hào)處理中占有極其重要的地位。FIR數(shù)字濾波器和IIR. Matlab功能強(qiáng)大、簡(jiǎn)單易學(xué)、編程效率。高,深受廣大科技工作者的歡迎。特別是Matlab還具有信號(hào)分析工具箱,不需具。課題基于MATLAB有噪音。號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析和濾波。通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，再利用MATLAB作。MATLAB作為輔助工具完成設(shè)計(jì)中的計(jì)算與圖形的繪制。FIR和IIR數(shù)字濾波器，過程簡(jiǎn)單方便，結(jié)果的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到指定要求。和發(fā)展與語(yǔ)音學(xué)、聲音測(cè)量學(xué)、電子測(cè)量技術(shù)以及數(shù)字信號(hào)處理等學(xué)科緊密聯(lián)系，語(yǔ)音是人類獲取信息的重要來源和利用信息的重要手段。噪聲不但降低了語(yǔ)音質(zhì)量和語(yǔ)音的可懂度，而且還將導(dǎo)致系。統(tǒng)性能的急劇惡化，嚴(yán)重時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)無法正常工作。代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力可以極大程度。上削弱噪聲影響還原出真實(shí)的語(yǔ)音信號(hào)相符度在90%以上。信號(hào)處理技術(shù)的重大發(fā)展，目前HMM已構(gòu)成了現(xiàn)代語(yǔ)音識(shí)別研究的重要基石。

　　

【正文】 t f,abs X 1:n/2 。 title 39。濾波后信號(hào)的頻譜 39。 。 subplot 2,2,3 。plot y_z 。 title 39。濾波前信號(hào)的時(shí)域波形 39。 subplot 2,2,4 。plot x 。 title 39。濾波后信號(hào)的時(shí)域波形 39。 sound x,fs,bits 而后得到圖像如下： 圖 分析：從以上四圖可以很明顯和直觀的看出原始語(yǔ)音信號(hào)和加噪語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形和頻譜圖的區(qū)別。加噪后的語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形比原始語(yǔ)音信號(hào)要模糊得多，頻譜圖則是在頻率 5000Hz 以后出現(xiàn)了明顯的變化。 再通過濾波前的信號(hào)波形和頻譜圖的對(duì)比，可以明顯看出濾波后的波形開始變得清晰了，有點(diǎn)接近原始信號(hào)的波形圖了。濾波后信號(hào)的頻譜圖也在 5000Hz以后開始逐漸接近原始語(yǔ)音信號(hào)的頻譜圖。 再?gòu)膶?duì)語(yǔ)音信號(hào)的回放，人耳可以明顯辨別出加噪后的語(yǔ)音信號(hào)比較渾濁，還有 很明顯嘎吱嘎吱的雜音在里面。濾波后，語(yǔ)音信號(hào)較加噪后的信號(hào)有了明顯 的改善，基本可以聽清楚了，而且雜音也沒有那么強(qiáng)烈，但是聲音依然沒有原始語(yǔ)音信號(hào)那么清晰脆耳。 （ 2） IIR 濾波器法去噪 同樣，也設(shè)計(jì)一個(gè) IIR 低通濾波器對(duì)加噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部處理，程序如下： Ft 8000。 Fp 1000。 Fs 1200。 wp 2*pi*Fp/Ft。 ws 2*pi*Fs/Ft。 fp 2*Ft*tan wp/2 。 fs 2*Fs*tan wp/2 。 [n11,wn11] buttord wp,ws,1,50,39。s39。 。 %求低通濾波器的階數(shù)和截止頻率 [b11,a11] butter n11,wn11,39。s39。 。 %求 S 域的頻率響應(yīng)的參數(shù) [num11,den11] bilinear b11,a11, 。 %雙線性變換實(shí)現(xiàn) S 域到 Z 域的變換 [h,w] freqz num11,den11 。 %根據(jù)參數(shù)求出頻率響應(yīng) plot w*8000*,abs h 。 legend 39。用 butter 設(shè)計(jì) 39。 。 grid。 [y,fs,nbits] wavread 39。39。 。 n length y 。 %求出語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度 noise *randn n,2 。 %隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生噪聲 s y+noise。 %語(yǔ)音信號(hào)加入噪聲 S fft s 。 %傅里葉變換 z11 filter num11,den11,s 。 sound z11 。 m11 fft z11 。 %求濾波 后的信號(hào) subplot 2,2,1 。 plot abs S ,39。g39。 。 title 39。濾波前信號(hào)的頻譜 39。 。 grid。 subplot 2,2,2 。 plot abs m11 ,39。r39。 。 title 39。濾波后信號(hào)的頻譜 39。 。 grid。 subplot 2,2,3 。 plot s 。 title 39。濾波前信號(hào)的波形 39。 。 grid。 subplot 2,2,4 。 plot z11 。 title 39。濾波后的信號(hào)波形 39。 。 得到圖像如下： 圖 通過程序運(yùn)行，我們可以 聽出，濾波效果很不好，失真現(xiàn)象嚴(yán)重，并且出現(xiàn)了嚴(yán)重的寄生震蕩。 結(jié)合去噪后的頻譜圖對(duì)比兩種方式濾波的優(yōu)缺點(diǎn) IIR 數(shù)字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。 IIR 濾波器運(yùn)算結(jié)構(gòu)通常由延時(shí)、乘以系數(shù)和相加等基本運(yùn)算組成，可以組合成直接型、正準(zhǔn)型、 級(jí)聯(lián)型、并聯(lián)型四種結(jié)構(gòu)形式，都具有反饋回路。由于運(yùn)算中的舍入處理，使誤差不斷累積，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱的寄生振蕩。 （ 1） IIR 數(shù)字濾波器的相位特性不好控制，對(duì)相位要求較高時(shí)，需加相位校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。 FIR 濾波器則要求較低。 （ 2） IIR 濾波器運(yùn)算誤差大，有可能 出現(xiàn)極限環(huán)振蕩， FIR 相比之下運(yùn)算誤差較小，不會(huì)出現(xiàn)極限環(huán)振蕩。 （ 3） IIR 幅頻特性精度很高，不是線性相位的，可以應(yīng)用于對(duì)相位信息不敏感的音頻信號(hào)上； （ 4）與 FIR 濾波器的設(shè)計(jì)不同， IIR 濾波器設(shè)計(jì)時(shí)的階數(shù)不是由設(shè)計(jì)者指定，而是根據(jù)設(shè)計(jì)者輸入的各個(gè)濾波器參數(shù)（截止頻率、通帶濾紋、阻帶衰減等），由軟件設(shè)計(jì)出滿足這些參數(shù)的最低濾波器階數(shù)。在 MATLAB 下設(shè)計(jì)不同類型 IIR濾波器均有與之對(duì)應(yīng)的函數(shù)用于階數(shù)的選擇。 （ 5） IIR 單位響應(yīng)為無限脈沖序列 FIR 單位響應(yīng)為有限的 （ 6） FIR 幅頻特性精度較之于 iir 低，但是線性相位，就是不同頻率分量的信號(hào)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)。 （ 7） IIR 濾波器有噪聲反饋，而且噪聲較大， FIR 濾波器噪聲較小。 FIR 幅頻特性精度較之于 iir 低，但是線性相位，就是不同頻率分量的信號(hào)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)。 本文對(duì)語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的介紹，采用一系列圖像分析和處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音信號(hào)的基本處理的功能，經(jīng)過測(cè)試運(yùn)行，本設(shè)計(jì)圓滿的完成了對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的讀取與打開較好的完成了對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分析，通過 fft 變換， 得出了語(yǔ)音信號(hào)的頻譜圖；在濾波這一塊，課題主要是從濾波器入手來設(shè)計(jì)濾波器，基本實(shí)現(xiàn)了濾波與課題的要求十分相符在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo)師的指導(dǎo)與督促，同時(shí)感謝的諒解與包容。沒有的幫助也就沒有今天的這篇論文。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂的。感謝我的老師，謝謝他在這四年中為我們?nèi)嗨龅囊磺?，他不求回?bào)，無私奉獻(xiàn)的精神很讓我感動(dòng)，再次向表示由衷的感謝。在這四年的學(xué)期中結(jié)識(shí)的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財(cái)富。在此，也對(duì)他們表示衷心感謝。 本文參考了大量的文獻(xiàn)資料，在此，向各學(xué)術(shù)界的前輩 們致敬！ 高等教育出版社 [5]皇甫堪 ,陳建文 ,樓生強(qiáng) .現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理 M 北京電子工業(yè)出版社 2020. 11]蔡旭輝，劉衛(wèi)國(guó)，蔡立燕 .MATLAB 基礎(chǔ)與應(yīng)用教程 M .人民郵電出版社 .2020. 12]尚濤，謝龍汗，杜如虛 .MATLAB 工程計(jì)算及分析 M .清華大學(xué)出版社 .2020. 宿州學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 語(yǔ)音信號(hào)采集 信號(hào)加噪 語(yǔ)音信號(hào)錄入 語(yǔ)音信號(hào)變換 語(yǔ)音信號(hào)濾波 效果顯示對(duì)比 1 11