【正文】 。%求濾波后的信號figure。subplot(2,2,1)。plot(abs(S),39。r39。)。title(39。原信號頻譜39。)。grid。subplot(2,2,2)。plot(abs(m11),39。b39。)。title(39。濾波信號頻譜39。)。grid。subplot(2,2,3)。plot(y,39。r39。)。title(39。原信號波形39。)。grid。subplot(2,2,4)。plot(z11,39。b39。)。title(39。濾波后的信號波形39。)。grid。 程序運(yùn)行結(jié)果：由圖可得，前后信號有一個(gè)相當(dāng)直觀的對比，對濾波器的設(shè)計(jì)達(dá)到了效果。在MATLAB軟件中通過具體的圖像顯示確實(shí)的達(dá)到了濾波的功能。對比濾波前后的信號，濾波后的信號更加平滑，因此在MATLAB上進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)可行。 實(shí)驗(yàn)軟件所使用到的濾波器代碼：本次實(shí)驗(yàn)采用了調(diào)用函數(shù)chb1ap的切比雪夫?yàn)V波器，和調(diào)用函數(shù)buttap的巴斯沃特濾波器，兩者均為低通模擬原型函數(shù)。以下是兩濾波器設(shè)計(jì)原型:%%%%%%%%%%%%%%%%butt%%%%%%%%%%%%%%%%%function [b,a]=u_buttap(N,Omegac)[z,p,k]=buttap(N)。 p=p*Omegac。 k=k*Omegac^N。B=real(poly(z))。 b=k*B。a=real(poly(p))。 %%%%%%%%%%%chb1ap%%%%%%%%%%%%%%function [b,a]=u_chb1ap(N,Rp,Omegac)[z,p,k]=cheb1ap(N,Rp)。 a=real(poly(p))。 aNn=a(N+1)。 p=p*Omegac。a=real(poly(p))。aNu=a(N+1)。k=k*aNu/aNn。B=real(poly(z))。b=k*B。 第5章MATLAB GUI設(shè)計(jì) GUI介紹：MATALB 可以創(chuàng)建圖形用戶界面GUI ( GraphicalUser Interface) ,它是用戶和計(jì)算機(jī)之間交流的工具。MATLAB為GUI設(shè)計(jì)一共準(zhǔn)備了4種模板，分別是Blank GUI(默認(rèn)) 、GUI with Uicontrols(帶控件對象的GUI模板) 、GUI with Axes and Menu(帶坐標(biāo)軸與菜單的GUI模板)與Modal Question Dialog(帶模式問話對話框的GUI模板)。GUI設(shè)計(jì)面板是GUI設(shè)計(jì)工具應(yīng)用的平面，面板上部提供了菜單和常用工具按鈕，左邊提供了多種如命令按鈕、單選按鈕、可編輯文本框、靜態(tài)文本框、彈出式菜單等。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí), 首先單擊面板左邊所需的控件, 然后在右邊的圖形界面編輯區(qū)中再次單擊某一恰當(dāng)位置, 這時(shí)將在該位上為圖形界面添加相應(yīng)的控件。一個(gè)圖形界面的完成, 除了設(shè)計(jì)其外觀外, 還有相當(dāng)?shù)囊徊糠质峭ㄟ^屬性的設(shè)來完成的。因此在設(shè)置這些屬性時(shí), 要注意下面幾個(gè)常用又很重要的屬性設(shè)置：（以下僅介紹本次試驗(yàn)所需最多的的設(shè)置內(nèi)容）BackgroundColor：設(shè)置控件背景顏色，使用[R G B]或顏色定義。Style：控件對象類型。CallBack屬性：是連接程序界面整個(gè)程序系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)性功能的紐帶。該屬性值應(yīng)該為一個(gè)可以直接求值的字符串，在該對象被選中和改變時(shí)，系統(tǒng)將自動地對字符串進(jìn)行求值。MATLAB制作GUI過程是非常方便的, 我們可以通過GUI操作來看到。該環(huán)境下要設(shè)計(jì)一個(gè)界面友好的仿真軟件，一般應(yīng)完成以下兩個(gè)步驟：（1）GUI界面設(shè)計(jì)。主要是通過不同的文本框、按鈕等許多工具的使用，設(shè)計(jì)出一個(gè)圖形用戶界面。要清楚這個(gè)圖形界面的功能是什么，即在圖形界面上的操作會引發(fā)什么樣的結(jié)果。（2）回調(diào)函數(shù)的設(shè)計(jì)。用戶應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)好的圖形界面的功能，針對各個(gè)不同的圖形對象來編寫出能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的函數(shù)代碼，確保這個(gè)圖形界面能夠完成所預(yù)定的功能。 GUI設(shè)計(jì)流程：1在MATLAB中點(diǎn)擊新建打開圖形用戶界面2選擇blankGUI選項(xiàng)3拖動需要數(shù)量的按鈕到右邊網(wǎng)格 操作步驟如上圖所示，如果需對已有的GUI進(jìn)行更改則選擇打開現(xiàn)有的GUI。當(dāng)需要排列多個(gè)按鈕時(shí)則點(diǎn)擊界面中的按鈕組選項(xiàng)，將其拖入右邊網(wǎng)格。4按鈕拖動完成后根據(jù)需要對按鈕進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)置，操作方法為雙擊按鈕如圖所示：右圖的檢查器窗口為雙擊按鈕后的設(shè)置窗口。5對按鈕設(shè)置完成后則進(jìn)行文字說明以及功能的編輯使其關(guān)聯(lián)M文件。 此命令選項(xiàng)是對按鈕名稱的設(shè)定。此命令是對顏色的設(shè)置。 此命令是其核心命令之一，指對按鍵實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行設(shè)定。點(diǎn)擊此按鈕以使其關(guān)聯(lián)的M文件運(yùn)行就需要在CALLBACK中進(jìn)行設(shè)置。CALLBACK命令使用方法：hObject: 圖形界面的句柄。eventdata: 為了兼容將來版本的保留接口,可忽略。handles: 可以理解成一個(gè)全局的structure,用來傳輸所需要的數(shù)據(jù),可以往handles里面任意添加成員數(shù)據(jù), = 0。 如有一個(gè)按鈕,點(diǎn)擊后使MATLAB產(chǎn)生一個(gè)surf圖形,則編寫如下如下:function pushbutton_Callback(hObject, eventdata, handles)surf()。,也可以是由自己設(shè)定的內(nèi)容。雙擊CALLBACK窗口按鍵后 彈出設(shè)置如下：關(guān)聯(lián)M文件的方法為在function內(nèi)容行下添加所需要執(zhí)行的M文件名，如圖：此時(shí)按鈕實(shí)現(xiàn)的功能為：點(diǎn)擊按鈕后執(zhí)行名稱為tryed的M文件。執(zhí)行前需確認(rèn)M文件處于NATLAB軟件工作環(huán)境內(nèi)或索引目錄中。 小結(jié)：通過上述操作，使用MATLAB設(shè)計(jì)音頻信號的濾波器實(shí)驗(yàn)完成。在MATLAB中打開GUI點(diǎn)擊相應(yīng)的按鍵便能夠啟動相關(guān)聯(lián)的M文件，對音頻信號可進(jìn)行加噪和濾波的功能。利用CALLBACK命令。共關(guān)聯(lián)了有：采集，添加噪聲，波形顯示等按鍵功能，但是其按鍵能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求需要在具體實(shí)驗(yàn)經(jīng)過實(shí)際測試方能驗(yàn)證。經(jīng)過實(shí)際采樣等一系列操作后，驗(yàn)證軟件確實(shí)運(yùn)行正常，圖形顯示基本正確，能夠?qū)崿F(xiàn)一定的濾波功能。結(jié)果分析本次實(shí)驗(yàn)采用MATLAB軟件對音頻信號進(jìn)行處理，主要內(nèi)容是對音頻信號的采集利用，對音頻信號添加噪聲，設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，對添加噪聲的音頻信號進(jìn)行濾波。濾波后顯示原信號的波形與濾波后的信號波形，并進(jìn)行觀察。濾波完成后回放語音信號驗(yàn)證濾波效果。通過GUI界面的設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)基本實(shí)現(xiàn)了上述內(nèi)容，以下是實(shí)驗(yàn)中遇到的具體問題分析。首先：在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，錄制后選取的音頻文件采樣率普遍約為:FS=22050，或是上述采樣頻率的一半。根據(jù)語音信號的特殊要求，選取的音頻文件采樣率普遍較高，添加噪聲并保存時(shí)無法保存完整的聲音文件，保存后的文件已經(jīng)存在了一部分失真。故在之后的濾波過程中，雖然確實(shí)有濾波的效果，但是并未達(dá)到預(yù)期的水平。但是直接讀取原聲音文件加噪后濾波，以此來跳過使用WAVWRITE時(shí)聲音丟失的話，濾波的效果會相對有部分的提高。在濾波器的設(shè)計(jì)過程中，可選擇的濾波器種類繁多，有各種阻帶的以及利用不同函數(shù)設(shè)計(jì)的濾波器，在選取上普遍采用了雙線性法設(shè)計(jì)的IIR濾波器進(jìn)行濾波。濾波器的M文件代碼部分由實(shí)驗(yàn)者自行設(shè)計(jì)另一部分來自于教科書或網(wǎng)絡(luò)中提供的濾波器模型。設(shè)計(jì)時(shí)還采用了MATLAB自帶的濾波器設(shè)計(jì)工具箱FDATOOL但該工具的使用方法并非本文應(yīng)介紹的內(nèi)容故沒有進(jìn)行詳細(xì)解釋。這次實(shí)驗(yàn)利用了快速傅里葉變換功能獲取音頻信號的頻譜圖。利用了雙線性法設(shè)計(jì)了多數(shù)的濾波器?；緦?shí)現(xiàn)了濾波的功能。經(jīng)過GUI的設(shè)計(jì)后，軟件更加便于操作。由于僅針對音頻信號濾波它的體積更加小巧操作相對也更加簡潔。在實(shí)驗(yàn)中亦發(fā)現(xiàn)可以改進(jìn)的地方，原本設(shè)計(jì)中僅使用了一種濾波器無法較好的通過對比來看出各種濾波器的區(qū)別，故增加了五種濾波器涵蓋了低通，高通，帶通三個(gè)濾波頻段。濾波時(shí)性能指標(biāo)是固定的，在未來的改進(jìn)中會爭取加入用戶設(shè)定采樣率和通帶阻帶的功能。實(shí)際使用時(shí)遇到了濾波效果不理想的問題，應(yīng)是濾波器函數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)精度上還有不少缺陷。濾波后會仍有部分雜音原聲音信號有時(shí)會較難分辯，故不適用與需要高精度濾波的場合。由于使用MATLAB計(jì)算，操作時(shí)會遇到一些采樣率過高或者體積較大的音頻信號因內(nèi)存不足的原因無法讀取，因此軟件亦不適合大文件的濾波。綜上所述，使用MATLAB處理音頻信號的實(shí)驗(yàn)完成。基本實(shí)現(xiàn)了音頻信號的采集和濾波，體現(xiàn)了各種濾波器在濾波時(shí)的區(qū)別，符合設(shè)計(jì)基本要求。致 謝畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這段時(shí)間的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)過程中，我得到了很多人的幫助，學(xué)到了很多東西。這些都是在課堂中并不能夠完全理解的。它培養(yǎng)了我的動手能力，為了解決一個(gè)問題而堅(jiān)持不懈的精神。遇到困難后我首先是想方設(shè)法的解決而不是像在平時(shí)的學(xué)習(xí)中那樣僅學(xué)習(xí)老師要求掌握的知識。因此在制作畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)遇到的每一個(gè)問題都令人倍加懷念。我尤其感謝我的指導(dǎo)老師，通過他的幫助我才確定了畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究方向，在審閱我的稿件時(shí)提出了許多寶貴的意見。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、孜孜不倦的敬業(yè)精神、為人師表的高尚風(fēng)范、寬廣坦蕩的胸懷、激勵(lì)著我不斷求知和探索，并將對我今后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊?。在此?jǐn)向我的指導(dǎo)老師表示衷心的感謝；感謝各位老師辛勤的教學(xué)，讓我學(xué)到豐富的知識，培養(yǎng)了我孜孜不倦的求學(xué)精神；感謝我的同學(xué)們在我遇到問題時(shí)給了我許多的幫助。沒有大家的幫助，要完成畢業(yè)設(shè)計(jì)會遇到更多的困難和險(xiǎn)阻。正是你們給了我不斷努力的勇氣，感謝你們！參考文獻(xiàn)[1] 鄭春佳、陳僅星、陳金西，【數(shù)字信號處理基于數(shù)值計(jì)算】西安電子科技大學(xué)出版社.[3] 劉衛(wèi)國，【matlab程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用】高等教育出版社.[3] 胡航，【語音信號處理】哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.[4] 劉幺和、宋庭新，【語音識別與控制技術(shù)】，科學(xué)出版社.[5] 蘇金明、張蓮花、劉波，【MATLAB工具箱應(yīng)用】，電子工業(yè)出版社.[6] 趙新敏，（語音信號的識別技術(shù)），學(xué)位論文，天津大學(xué).[7] 網(wǎng)友，（基于MATLAB的有噪聲引號處理），學(xué)位論文，南京大學(xué)[8] 王京輝，(語音信號處理技術(shù)研究) 論文，山東大學(xué).[9] 趙力，語音信號處理，機(jī)械工業(yè)出版社.[10] 陳杰，【Matlab寶典】電子工業(yè)出版社.[11] (美) Sanjit K. Mitra著；孫洪, 余翔宇等譯.【數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書】[12] 楊述斌，李永全，【數(shù)字信號處理實(shí)踐教程】華中科技大學(xué)出版社[14] Gersho A,Gr R quantization and signalCompression,Boston,Kluwer Academic Publishers.………附錄附錄1：同聲音文件用不同種類濾波器濾波的圖像對比IIR低通：IIR高通： IIR帶通：FIR低通：FIR高通：FIR帶通：35