基于matlab的語(yǔ)音信號(hào)分析與處理的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-資料下載頁(yè)
【導(dǎo)讀】機(jī)學(xué)科的高速發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科。它的重要性日益在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用中表現(xiàn)出來(lái)。業(yè)控制與自動(dòng)化、醫(yī)療、軍事等。其發(fā)展方向也是多方面的，包括數(shù)字匯聚、遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)、融合。網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字圖書(shū)館、圖像與文本合一的信息檢索業(yè)務(wù)、多媒體通信、個(gè)人信息終端等。在本次設(shè)計(jì)中，就以設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字濾波器系統(tǒng)為目的。濾波器按頻率劃分有低通、高通、帶通、帶阻全通等類(lèi)型。一個(gè)數(shù)字濾波器可以用一個(gè)系統(tǒng)函數(shù)來(lái)表示，若要得到該系統(tǒng)函數(shù)，就要得到以。率，所以數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)中必須給出抽樣頻率。帶通、帶阻四種頻率特性實(shí)現(xiàn)，從橫向上和縱向上都可以進(jìn)行對(duì)比，表現(xiàn)出各種濾波器的不同特性。綜合運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理的理論知識(shí)進(jìn)行頻譜分析和濾波器設(shè)計(jì)，通過(guò)理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，4）掌握MATLAB設(shè)計(jì)FIR和IIR數(shù)字濾波器的方法。器對(duì)采集的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，畫(huà)出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，else%選擇radiobutton2，則制做切比雪夫Ⅰ型濾波器。
【正文】 圖 9 巴特沃思帶阻濾波器 10 圖 10 切比雪夫帶阻濾波器 圖 3— 圖 10為巴特沃思和切比雪夫 Ⅰ型 濾波器在不同頻率特性下產(chǎn)生的信號(hào)波形與頻譜，同時(shí)有原信號(hào)作對(duì)比。 可以看出，巴特沃思濾波器的頻率特性曲線無(wú)論在通帶還是在阻帶內(nèi)，都是頻率的 單調(diào)函數(shù)，切比雪夫Ⅰ型濾波器的幅頻特性在通帶內(nèi)是等波紋的，阻帶內(nèi)是單調(diào)的。 因?yàn)樵诨卣{(diào)函數(shù)中，高通和低通、帶通和帶阻濾波器的截止頻率、波紋系數(shù)、抽樣頻率設(shè)定的值是相同的，所以在下圖中縱向?qū)Ρ瓤梢钥闯?，信?hào)通過(guò)高通和低通濾波器之后頻譜相對(duì)于原信號(hào)是互補(bǔ)的，如果對(duì)于高通濾波器在某一頻率段上有幅值，那么對(duì)于低通濾波器該頻率幅值為零。同理于帶通和帶阻濾波器。橫向上對(duì)比可以看出不同濾波器選頻特性也不同，特別是在圖 7— 圖 10中選頻邊界處的頻譜處理可以看出，切比雪夫?yàn)V波器比巴特沃思濾波器的選頻特性好。 四、 結(jié)果分析與 體會(huì) 濾波器的作用就是濾除掉阻帶內(nèi)有頻率分量，保留通帶內(nèi)的頻率分量。 在圖 3— 圖 10的波形圖和頻譜圖中可以看出，經(jīng)過(guò)濾波器處理后， 不僅濾除掉了原信號(hào)的部分頻率分量，原信號(hào)的幅度也會(huì)有所衰減，而低通和帶阻濾波器產(chǎn)生的信號(hào)相對(duì)于原信號(hào)變化不大，是因?yàn)樵O(shè)定的選頻范圍 是 原信號(hào)的頻率 段中 較集中的部分 ，所以與此同時(shí)，高通和帶通濾波器產(chǎn)生的信號(hào)相對(duì)于原信號(hào)的幅度就會(huì)大大衰減，其原因也是在于高通和帶通濾波器的選頻范圍是原信號(hào)頻率范圍中較少的一部分。在信號(hào) 回 放時(shí) ，低通和帶阻濾波器回放的音頻信號(hào)與原信號(hào)相比，音色 有一點(diǎn) 低沉；而高通 和帶通濾波器回放的音頻信號(hào)，幾乎已經(jīng) 聽(tīng)不到什么聲音， 這也說(shuō)明了這兩種濾波器產(chǎn)生的信號(hào)頻率只占原信號(hào)頻率范圍中較少的部分。 所 以根據(jù)各個(gè)濾波器的選頻范圍及濾波后信號(hào)的音效，可大致判斷原信號(hào)的頻率多集中在 1000Hz以下。 通過(guò)這次課設(shè)，使我對(duì)濾波器 有了更深的認(rèn)識(shí)，特別是濾波器參數(shù)對(duì)濾波器性能的影響，因?yàn)橥◣Ы刂诡l率、阻帶截止頻率、通帶波紋系數(shù)、阻帶波紋系數(shù)都是要影響濾波器的階數(shù)，而濾波器的階數(shù)越大，其選頻特性就越好。 因?yàn)闉V波器處理的音頻信號(hào)是我自己的聲音，所以通過(guò)濾波器處理后音頻信號(hào)的變化，能大致得出 自己聲音 的 頻率范圍，也是挺有意思的。 在做課程設(shè)計(jì)之前覺(jué)得內(nèi)容挺難的，但經(jīng)過(guò)查閱圖書(shū)館的資料和同學(xué)們的努力與幫助，最后還是以比較短的時(shí)間完成了這次課程設(shè)計(jì) 。以前學(xué) MATLAB的時(shí)候，最后的大作業(yè)也是用 GUI設(shè)計(jì)了一 11 個(gè)可視化界面，所以在本次設(shè)計(jì)中可視化界面的設(shè)計(jì)也沒(méi)有覺(jué)得很難。但是看到其他同學(xué)有用到 Edit Text控件來(lái)作濾波器參數(shù)的輸入，感覺(jué)到自己的能力還是很有限，所以還需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)。但最重要的還是感覺(jué)到通過(guò)課程設(shè)計(jì)能夠?qū)W以致用，并且運(yùn)用以前學(xué)過(guò)的工具來(lái)更好的理解所學(xué)的內(nèi)容，收獲還是挺大的。 五、 參考文獻(xiàn) 程佩 青 數(shù)字信號(hào)處理教程（第三版） 清華大學(xué)出版社 羅軍輝、羅勇江、白義臣等 機(jī)械工業(yè)出版社 劉波、文忠、曾涯等 MATLAB信號(hào)處理 電子工業(yè)出版社 六、謝辭 在本次設(shè)計(jì)中，借閱了圖書(shū)館的一些書(shū)籍，比自己的幫助比較大，同學(xué)間的相互討論與幫助也起到了很重要的作用。此外還要 特別 感謝指導(dǎo)老師耐心的輔導(dǎo)， 并幫助我糾正錯(cuò)誤， 授予以魚(yú)，亦之以漁 ， 使我不僅能夠按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)，也從中對(duì)本課程有了更深的認(rèn)識(shí)與理解，同時(shí)也注意到自己在學(xué)習(xí)方法中的不足，并會(huì)在日 后加以改正。
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