【正文】 位響應(yīng)圖 39。)。ylabel(39。w/pi39。axis([0 1 3 3])。 subplot(2,2,3)。)。title(39。幅度 mag39。)。 xlabel(39。plot(w/pi,mag)。grid on。濾波器幅度響應(yīng)圖 39。)。ylabel(39。w/pi39。axis([0 70 10])。 subplot(2,2,1)。 % 調(diào)用自編函數(shù)計算濾波器的頻率特性 Rp=min(db(wc1/dw+1:1:wc2/dw))。.*hd_bs。 % 產(chǎn)生 M階的凱塞窗 hd_bs=ideal_lp(wc1,M)+ideal_lp(pi,M)ideal_lp(wc2,M)。 beta=*()。 M=ceil(()/(* dw)+1)+1。 %將 Hz 為單位的模擬頻率換算為rad為單位的數(shù)字頻率 圖 32 原始信號及加噪信號的時域圖及幅度譜圖 0 0 . 5 11 0 . 500 . 51時間 ( s )幅度原始語音信號0 1000 2020 3000 4000050010001500頻率 ( H z )幅度譜語音信號幅度譜圖0 0 . 5 11 0 . 500 . 51時間 ( s )幅度加入單頻干擾后的語音信號0 1000 2020 3000 4000050010001500頻率 ( H z )幅度譜加入干擾后的語音信號幅度譜圖西安歐亞學 院課程設(shè)計 8 ws1=fs1/fs*2*pi。wc2=fc2/fs*2*pi。 df=min((fs1fp1),(fp2fs2))。 % 帶阻濾波器設(shè)計指標 fc1=(fp1+fs1)/2。Rp=1。fs2=1050。設(shè)計程序如下： fp1=900。由圖 33 可以看出，語音信號可以選擇 fp1=900； fs1=950； fs2=1050； fp2=1100； Rp=1； As=60 的濾波器。濾波器設(shè)計的要求或指標一般是在頻域上給出的，常用的濾波器頻域指標有： fp fs fs fp Rp、 As。)。title(39。幅度譜 39。)。 %畫加噪語音信號幅度譜圖 xlabel(39。axis([0 4000 0 1500])。 subplot(2,2,4)。加入單頻干擾后的語音信號 39。)。ylabel(39。時間 (s)39。 grid on。plot(t,y)。)。title(39。幅度譜 39。)。 %畫原始語音信號幅度譜圖 xlabel(39。axis([0 4000 0 1500])。 subplot(2,2,2)。原始語音信號 39。)。ylabel(39。時間 (s)39。 grid on。plot(t,x)。 % 計算頻譜的譜線間隔 f=0:deltaf:fs/2deltaf。 Y=Y(1:N/2)。% 對原始信號進行 fft變換 ,取幅度譜 Y=abs(fft(y))。 %y為加入單頻干擾信號后的語音 sound(y,fs,bits) 。 % 計算時間范圍，樣本數(shù)除以采樣頻率 x=x39。 % 計算信號 x的長度 fn=1000。 % 按指定的采樣率和每樣本編碼位數(shù)回放錄音 x=x(:,2)。 % 輸入?yún)?shù)為文件的全路徑和文件名，輸出的第一個參數(shù)是信號的樣本值， fs 是生成該波形文件時的采樣率， bits 是波形文件每樣本的編碼位數(shù)。39。 在 MATLAB 平臺上，用 plot 函數(shù)畫出原始語音信號，如圖 31所示： 圖 31 西安歐亞學 院課程設(shè)計 6 對原信號加入噪聲 在 MATLAB 平臺上，對原始信號和加噪信號進行 fft 變換 ,取幅度譜 ,并對頻譜進行分析。 y=x+.*sin(fn*2*pi*t)。 % 單頻噪聲頻率 t=0:1/fs:(N1)/fs。 N=length(x)。 sound(x,fs,bits)。) 。 [x,fs,bits]=wavread(39。將語音信號的文件名設(shè)置為 ，并將文件保存在 MATLAB下的 WOK 文件夾里面。（ 32） 2020( n ) I [ 1 ( 1 ) ] / I ( )1nNw b b= (33) 西安歐亞學 院課程設(shè)計 5 式中， 0(.)I 是第一類修正的零階貝塞爾函數(shù)，可以用級數(shù)展開來計算它的值。 凱塞窗的表達式是 ： (0 n N 1)＃ （ 31） 10( n ) ( i) x ( n i)Niyh==229。常用的可調(diào)整窗是凱塞（ Kaiser）窗。 凱塞窗 窗函數(shù)的主瓣寬度和旁瓣峰值衰耗是矛盾的，一項指標的提高總是以另一項指標的下降為代價，窗口選擇實際上是對兩項指標作權(quán)衡。 FIR 濾波器的基本結(jié)構(gòu)可以理解為一個分節(jié)的延時線，把每一節(jié)的輸出加權(quán)累加，可得到濾波器的輸出， FIR 濾波器的沖激響應(yīng) h(n)是有限長的，數(shù)學 M階 FIR濾波器可以表示為： 在此處鍵入公式。二是采用實際專用的數(shù)字處理硬件。數(shù)字濾波器和模擬濾波器相比，因為信號的形式和實現(xiàn)濾波的方法不同，數(shù)字濾波器具有比模擬濾波器精度高、穩(wěn)定、體積小、重量輕、靈活、不要求阻抗匹配等優(yōu)點。 3 設(shè)計與實現(xiàn)過程 西安歐亞學 院課程設(shè)計 4 FIR 濾波器 數(shù)字濾波器 (Digital Filter，簡稱為 DF)是指用來對輸入信號進行濾波的硬件和軟件?？杀ＷC局部頻率點的性能也是最優(yōu)的，誤差分布均勻，相同指標下，可用最少的階數(shù)達到最佳化。時間窗口設(shè)計法是從單位脈沖響應(yīng) 序列著手，使 h(n)逼近理想的單位脈沖響應(yīng)序列hd(n)；頻率采樣法是使所設(shè)計的 FIR 數(shù)字濾波器的頻率特性某些離散頻率點上的值準確地等于所需濾波器在這些頻率點處的值，在其它頻率處的特性則有較好的逼近。它是通過對采樣數(shù)據(jù)信號進行數(shù)學運算處理來達到濾波的目的。 MATLAB 形形色色的工具箱中包括控制系統(tǒng)，信號處理，小波分析，統(tǒng)計，優(yōu)化等，能夠很好的運用于語音信號的濾波去噪。它具有豐富的函數(shù)資源和工具箱資源，語言精練，代碼靈活，面向?qū)ο螅刂乒δ軆?yōu) 良，圖形工能也強大。最后通過濾波繪制濾波前后時域波形對比圖和幅頻特性對比圖，并回放濾波前后的語音信號來驗證是否達到去噪的目的。 課程設(shè)計步驟及流程圖 設(shè)計本課題的流程為：采集一段語音信號。 對濾波后的語音信號進行時域、頻域分析， 并將濾波前后的時域波形、頻譜波形進行相比較， 分析信號的變化，從而驗證所設(shè)計濾波器的濾波效果 是否達到了濾除高頻噪音、保留低頻原始語音信號的目的。 利用 MATLAB 程序產(chǎn)生信號噪聲，并加入到語音信號中，模仿語音信號被污染，并對其頻譜分析，與原始語音信號進行對比，分析差異。 關(guān)鍵詞： 濾波去噪； FIR 濾波器；凱塞窗； MATLAB I 目錄 1 課程設(shè)計研究內(nèi)容 ....................................................................................................1 課程設(shè)計研究內(nèi)容 .......................................