基于matlab的fir濾波器語(yǔ)音信號(hào)去噪_畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub.com
2024-08-25 13:41 本頁(yè)面
【正文】 導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、大公無(wú)私的品德和為科學(xué)獻(xiàn)身的精神都是我學(xué)習(xí)的榜樣，尤其是她的認(rèn)真塌實(shí)、實(shí)事求是、精益求精、刻苦耐勞的工作作風(fēng)使我獲益良多。 ylabel(39。加噪語(yǔ)音濾波后的信號(hào)頻譜圖 39。)。Hz39。 plot(f,abs(y1(1:512)))。 ylabel(39。原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖 39。 figure(3) %畫出頻譜圖 y1=fft(x1,1024)。 title(39。加噪后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形 39。原始語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形 39。 freqz(hn)。 %利用 kaiser 濾波器對(duì)語(yǔ)音信號(hào) 濾波繪圖 y=fft(x,1024)。 freqz(hn)。%計(jì)算 kaiser 窗的控制參數(shù) alph M=ceil((rs8)/)。 %濾波器設(shè)計(jì) wp=2*pi*fp/Fs。 fp=1000。 %加隨機(jī)噪聲 L=length(x)。 %語(yǔ)音信號(hào) 濾波 去噪 程序設(shè)計(jì) fs=22050。ylabel(39。)。 Subplot(212)。ylabel(39。)。 subplot(211)。)。t39。 %繪制加噪語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖形 title(39。 %做原始語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖形 title(39。 16 y=fft(x,1024)。)。grid on。)。原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜圖 39。grid on。plot(x)。)。 subplot(212)。plot(magX)。 %對(duì)信號(hào)做 1024 點(diǎn) FFT 變換 magX=abs(y)。D:\39。 通過(guò)結(jié)論可看出雖然基本上 達(dá)到了預(yù)期的濾波效果 ， 但也存在 許多 的不足， 濾波效果不是特別理想。 13 總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)首先 是 用麥克風(fēng)采集一段語(yǔ)音信號(hào) ， 將該 語(yǔ)音信號(hào)作為分析的對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行 時(shí)域 分析 。 語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò) FIR 濾波器的濾除噪聲的處理， 在 Matlab 中，函數(shù) sound 可以對(duì)聲音進(jìn)行回放。 語(yǔ)音信號(hào)的濾波去噪 用自己設(shè)計(jì)的 FIR 數(shù)字低通濾波器對(duì)加噪的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波時(shí)，在 Matlab 中， FIR濾波器利用函數(shù) fftfilt 對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波 [5]， 并與原始時(shí)域波形和頻域波形對(duì)比如圖 36 和圖37。 播放語(yǔ)音信號(hào)可以調(diào)用函數(shù) sound（ x,fs,bits） [4]。對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，觀察到濾波后的信號(hào)基本恢復(fù)成為原始語(yǔ)音信號(hào)，達(dá)到了濾波的目的。 然后調(diào)用系統(tǒng)函數(shù) rand 產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)信號(hào)，對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行加噪處理，加噪過(guò)程中必須計(jì)算信號(hào)長(zhǎng)度，并產(chǎn)生和原始信號(hào)長(zhǎng)度相同的隨機(jī)信號(hào)，否則軟件將提示錯(cuò)誤。凱塞 窗（ Kaiser）是利用貝塞爾函數(shù)來(lái)逼近需要的理想窗，其時(shí)域函數(shù)形式如 式 (19)： ? ? ? ?? ?? ????020 1211INnIn ?????? ???? , 1......2,1,0 ?? Nn (19) 式中， ? ??0I 為零階第一類修正的貝賽爾函數(shù)，可用式 (110)的級(jí)數(shù)表示。如果要求第一類線性相位 FIRDF，則要求 ??nh 關(guān)于? ?21N 點(diǎn)偶對(duì)稱。因此 ??nhd 是無(wú)限長(zhǎng)非因果序列，不能直接作為 FIRDF 的單位脈沖響應(yīng)。 FIR 濾波器的設(shè)計(jì)方法有許多種，如窗函數(shù)設(shè)計(jì)法、頻率采樣設(shè)計(jì)法和最優(yōu)化設(shè)計(jì)法等。 同一種系統(tǒng)函數(shù) H（ z） 可以有多種不同的結(jié)構(gòu)，基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有 直接 Ⅰ 型、 直接Ⅱ 型、級(jí)聯(lián)型、并聯(lián)型四種，都具有反饋回路。 20 ?? ? 在信號(hào)處理中很有實(shí)用價(jià)值（如希伯爾特變換器），這是 FIRDF 除了線性相位濾波外，還具有真正交變換作用 [2]。與前面的表示形式，即 ? ? ? ? ? ???? ? jgj eHeH ||? 相比， ? ??gH 與 ? 不同。 （ 1） FIR 濾波器 有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器（ Finite Impulse Response Digital Filter,縮寫FIRDF）：有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)濾波器，是數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中最基本的元件，最大優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)線性相性濾波，它可以在保證任意幅頻特性的同時(shí)具有嚴(yán)格的線性相頻特性，同時(shí)其單位抽樣響應(yīng)是有限長(zhǎng)的，因而濾波器是穩(wěn)定的系統(tǒng)。這就是說(shuō)采樣頻率是衡量聲卡采集、記錄和還原聲音文件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 采樣頻率的常用的表示符號(hào)是 fs。 對(duì)于時(shí)間上受限制的連續(xù)信號(hào) f(t)（即當(dāng) │ t│ T 時(shí) ,f(t)=0,這里 T=T2T1 是信號(hào)的持續(xù)時(shí)間），若其頻譜為 F（ ω ） ,則可在頻域上用一系列離散的采樣值 ，如式（ 11） ： n xxAD ?? || （ 11） 采樣值來(lái)表示 ,只要這些采樣點(diǎn)的頻率間隔 ，如式（ 12） ： xADVAD? （ 12） 采樣頻率 采樣頻率，也稱為采樣速度或者采樣率，定義了每秒從連續(xù)信號(hào)中提取并組成離散信號(hào)的采樣個(gè)數(shù)，它用赫茲（ Hz）來(lái)表示。2Δ t)， ...來(lái)表示 ,只要這些采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔 Δ t≤1/2 F，便可根據(jù)各采樣值完全恢復(fù)原來(lái)的信號(hào) f(t)。采樣在連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)之間起著至關(guān)重要的作用，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號(hào)的關(guān)鍵是確定合適的采樣頻率，使得既要能夠從采樣信號(hào)中無(wú)失真地恢復(fù)出原模擬信號(hào)，同時(shí)又盡量降低采樣頻率，減少編碼數(shù)據(jù)速率，有利于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和傳輸。 本 次 課程設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容 是基于 MATLAB 的 FIR 濾波器語(yǔ)音信號(hào)去噪。 主要運(yùn)用 麥克風(fēng)采集一段語(yǔ)音信號(hào) ，對(duì)其進(jìn)行了時(shí)域分析和 頻譜分析 ，分析語(yǔ)音信號(hào)的特性，并對(duì)語(yǔ)音信號(hào)加入 了 隨機(jī) 噪聲， 采用凱塞（ Kaiser）窗函數(shù) 法設(shè)計(jì)了一個(gè) FIR 低通濾波器， 然后對(duì)加噪的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波處理。 采樣定理 在進(jìn)行
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