【導(dǎo)讀】目前發(fā)展最為迅速的信息科學(xué)研究領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。通過(guò)語(yǔ)音傳遞信息是人類最重要、最有效、最常用和最方便的交換信息形式?；?，使人機(jī)交互更加便捷。信號(hào)處理是Matlab重要應(yīng)用的領(lǐng)域之一。本設(shè)計(jì)通過(guò)下載一段語(yǔ)音，對(duì)其進(jìn)行了時(shí)域分析，頻譜分析,分析語(yǔ)音信號(hào)的特性。IIR濾波器和FIR濾波器在信號(hào)處理尤其是信號(hào)濾波去噪方面的特性和應(yīng)用。論文從理論和實(shí)踐上比。較不同數(shù)字濾波器的濾波效果。

　　

【正文】 abel(39。幅度 39。)。xlabel(39。頻率 /Hz39。)。 axis([0,8000,0,1])。 高通濾波器： ylabel(39。幅度 /db39。)。xlabel(39。頻率 /Hz39。)。axis([0,10000,200,10])。 function yuyin_03 [x,fs_yuyin,nbit]=wavread(39。E:\39。)。 %利用函數(shù) wavread 對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣 %sound(x,fs)。 %回放原始語(yǔ)音信號(hào) %pause。 fp=5000。fs=4800。Fs=22050。As=135。 %確定技術(shù)指標(biāo) wp=2*pi*fp/Fs。ws=2*pi*fs/Fs。 %求歸一化頻率 wo=wpws。 %求過(guò)渡帶 beta=*()。 %求凱澤窗函數(shù)參數(shù) N=ceil((As8)/)。 %由過(guò)渡帶決定 N的值 wc=(wp+ws)/2/pi。 b=fir1(N,wc,39。high39。,kaiser(N+1,beta))。 [Hw,w]=freqz(b,1)。 figure(1)。 plot(w*Fs/2/pi,20*log10(abs(Hw)))。grid 。 title(39。FIR 高通濾波器的幅頻特性 39。)。 pause。 y=filter(b,1,x)。 %語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波 sound(y,fs_yuyin)。 %播放濾波后的信號(hào) figure(2)。subplot(2,1,1)。stem(x)。 %輸出原始語(yǔ)音信號(hào)的脈沖響應(yīng) title(39。輸入信號(hào)時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。f/Hz39。)。ylabel(39。幅度 39。)。subplot(2,1,2)。 stem(y)。 %輸出原始語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波后的脈沖響應(yīng) title(39。輸出信號(hào)時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。f/Hz39。)。ylabel(39。幅度 39。)。 pause。 figure(3)。 X=fft(x,1024)。 %對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換并進(jìn)行 1024點(diǎn)采樣 Y=fft(y,1024)。 %對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換并進(jìn)行 1024點(diǎn)采樣 f=Fs*[0:1023]/1024。 subplot(2,1,1)。plot(f,abs(X))。 %輸出原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖 title(39。原始語(yǔ)音信號(hào)的 FFT波形 39。)。 ylabel(39。幅度 39。)。xlabel(39。頻率 /Hz39。)。axis([0,8000,0,1])。subplot(2,1,2)。 plot(f,abs(Y))。 %輸出原始語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波后的頻譜圖 title(39。原始語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波后的 FFT波形 39。)。 ylabel(39。幅度 39。)。xlabel(39。頻率 /Hz39。)。 axis([0,8000,0,1])。 3. FIR 帶通濾波器： ylabel(39。幅度 /db39。)。xlabel(39。頻率 /Hz39。)。axis([0,8000,200,10])。 function yuyin_05 [x,fs_yuyin,nbit]=wavread(39。E:\39。)。 %利用函數(shù) wavread 對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣 %sound(x,22050)。 %回放原始語(yǔ)音信號(hào) %pause。 fb1=1000。fc1=1200。fb2=3000。fc2=3200。 %確定技術(shù)指標(biāo) rs=120。Fs=22050。 wp1=2*pi*fc1/Fs。ws1=2*pi*fb1/Fs。 %求歸一化頻率 wp2=2*pi*fb2/Fs。ws2=2*pi*fc2/Fs。 wo1=wp1ws1。wo2=ws2wp2。 wo=max(wo1,wo2)。 %求過(guò)渡帶 beta=*()。 %求凱澤窗函數(shù)參數(shù) N=ceil((rs8)/)。 %由過(guò)渡帶決定 N的值 wn1=(fb1+fc1)/Fs。wn2=(fb2+fc2)/Fs。wn=[wn1,wn2]。 b=fir1(N,wn,39。band39。,kaiser(N+1,beta))。 [Hw,w]=freqz(b,1,512,Fs)。 figure(1)。 plot(w,20*log10(abs(Hw)))。 %繪制頻率響應(yīng)曲線 grid 。 title(39。FIR 帶通濾波器 39。)。 y=filter(b,1,x)。 %語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波 pause。 sound(y,fs_yuyin)。 %播放濾波后的信號(hào) pause。 figure(2)。subplot(2,1,1)。stem(x)。 %輸出原始語(yǔ)音信號(hào)的脈沖響應(yīng) title(39。輸入信 號(hào)時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。f/Hz39。)。ylabel(39。幅度 39。)。subplot(2,1,2)。 stem(y)。 %輸出原始語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波后的脈沖響應(yīng) title(39。輸出信號(hào)時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。f/Hz39。)。ylabel(39。幅度 39。)。 pause。 figure(3)。 X=fft(x,1024)。 %對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換并進(jìn)行 1024點(diǎn)采樣 Y=fft(y,1024)。 %對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行傅 里葉變換并進(jìn)行 1024點(diǎn)采樣 f=Fs*[0:1023]/1024。 subplot(2,1,1)。plot(f,abs(X))。 %輸出原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖 title(39。原始語(yǔ)音信號(hào)的 FFT波形 39。)。 ylabel(39。幅度 39。)。xlabel(39。頻率 /Hz39。)。axis([0,8000,0,1])。subplot(2,1,2)。 plot(f,abs(Y))。 %輸出原始語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波后的頻譜圖 title(39。原始語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波后的 FFT波形 39。)。 ylabel(39。幅度 39。)。xlabel(39。頻率 /Hz39。)。 axis([0,8000,0,1])。 4. IIR 低通濾波器： x1=wavread(39。E:\39。)。 %利用函數(shù) wavread 對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣 sound(x1,22050)。 %回放原始語(yǔ)音信號(hào) pause。 fp=1000。fs=1200。Fs=22050。 %確定技術(shù)指標(biāo) Ap=1。As=10。 wp=2*pi*fp/Fs。 %歸一化，求得數(shù)字邊緣頻率 ws=2*pi*fs/Fs。 Ts=1/Fs。 wap=2/Ts*tan(wp/2)。 %將數(shù)字指標(biāo)轉(zhuǎn)換成模擬指標(biāo) was=2/Ts*tan(ws/2)。 [N,wc]=buttord(wap,was,Ap,As,39。s39。)。 %選擇濾波器的最小階數(shù) [z,p,k]=buttap(N)。 %創(chuàng)建 butterworth模擬濾波器 [Bap,Aap]=zp2tf(z,p,k)。 [b,a]=lp2lp(Bap,Aap,wc)。 [bz,az]=bilinear(b,a,Fs)。 %用雙線性變換法實(shí)現(xiàn)模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)換 [H,w]=freqz(bz,az)。 figure(1)。 plot(w*Fs/(2*pi),20*log10(abs(H)))。 %繪制頻率響應(yīng)曲線 grid。 axis([0,3000,20,2])。 xlabel(39。頻率／ Hz39。)。 ylabel(39。幅度 /dB39。)。 title(39。巴特沃茲低通濾波器 39。)。 f1=filter(bz,az,x1)。 %語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波 sound(f1,22050)。 %播放濾波后的信號(hào) figure(2) subplot(2,1,1)。 plot(x1)。 %畫出濾波前的時(shí)域圖 title(39。濾波前的時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。f/Hz39。)。ylabel(39。幅度 39。)。subplot(2,1,2)。 plot(f1)。 %畫出濾波后的時(shí)域圖 title(39。濾波后的時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。f/Hz39。)。ylabel(39。幅度 39。)。 pause。 figure(3) y=fft(f1,1024)。 %對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換并進(jìn)行 1024點(diǎn)采樣 f=Fs*(0:511)/1024。 y1=fft(x1,1024)。 %對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換并進(jìn)行 1024點(diǎn)采樣 subplot(2,1,1)。 plot(f,abs(y1(1:512)))。 %畫出原語(yǔ)音信號(hào)濾波前的頻譜 title(39。原語(yǔ)音信號(hào)濾波前的頻譜 39。)。 xlabel(39。頻率 /Hz39。)。ylabel(39。幅度 39。)。axis([0,12020,0,1])。 subplot(2,1,2)。 F1=plot(f,abs(y(1:512)))。 %畫出原語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)巴特沃茲高通濾波器濾波后的頻譜 title(39。原語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)巴特沃茲高通濾波器濾波后的頻譜 39。)。 xlabel(39。頻率 /Hz39。)。ylabel(39。幅度 39。)。 axis([0,12020,0,])。 5. IIR 高通濾波器的設(shè)計(jì)： function yuyin_07 x1=wavread(39。E:\39。)。 %利用函數(shù) wavread 對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣 sound(x1,22050)。 %回放原始語(yǔ)音信號(hào) pause。 fp=5000。fs=4800。Fs=22050。 %確定技術(shù)指標(biāo) Ap=1。As=10。 wp=2*pi*fp/Fs。 %歸一化，求得數(shù)字邊緣頻率 ws=2*pi*fs/Fs。 Ts=1/Fs。 wap=2/Ts*tan(wp/2)。 %將數(shù)字指標(biāo)轉(zhuǎn)換成模擬指標(biāo) was=2/Ts*tan(ws/2)。 [N,wc]=buttord(wap,was,Ap,As,39。s39。)。 %選擇濾波器的最小階數(shù) [z,p,k]=buttap(N)。 %創(chuàng)建 butterworth 模擬濾波器 [Bap,Aap]=zp2tf(z,p,k)。 [b,a]=lp2hp(Bap,Aap,wc)。 [bz,az]=bilinear(b,a,Fs)。 %用雙線性變換法實(shí)現(xiàn)模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)換 [H,w]=freqz(bz,az)。 figure(1)。 plot(w*Fs/(2*pi),20*log10(abs(H)))。 %繪制頻率響應(yīng)曲線 grid。 axis([3000,6000,20,2])。 xlabel(39。頻率／ Hz39。)。 ylabel(39。幅度 /dB39。)。 title(39。巴特沃茲 高通濾波器 39。)。 f1=filter(bz,az,x1)。 %語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)濾波器濾波 sound(f1,22050)。 %播放濾波后的信號(hào) figure(2) subplot(2,1,1)。 plot(x1)。 %畫出濾波前的時(shí)域圖 title(39。濾波前的時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。f/Hz39。)。ylabel(39。幅度 39。)。subplot(2,1,2)。 plot(f1)。 %畫出濾波后的時(shí)域圖 title(39。濾波后的時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。f/Hz3