課程設(shè)計(jì)--語(yǔ)音信號(hào)濾波去噪使用bohman窗設(shè)計(jì)的頻率采樣型fir濾波器-文庫(kù)吧資料
2025-06-15 07:56本頁(yè)面
【正文】 樣型 FIR濾波器 》 第 １５ 頁(yè) 共 23 頁(yè) 圖 38 頻率采樣型 FIR 濾波器結(jié)構(gòu)圖 y(n) x(n) 1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 z1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1 1 9 1 1 241 z24 《 使用 BOHMAN窗設(shè)計(jì)的頻率采樣型 FIR濾波器 》 第 １６ 頁(yè) 共 23 頁(yè) 4 出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法 最開(kāi)始遇到的問(wèn)題主要是對(duì)理論知識(shí)不夠熟悉。 % 播放去噪語(yǔ)音信號(hào) 通過(guò)對(duì)比分析可得出結(jié)論， 本課程設(shè)計(jì)濾波后的語(yǔ)音信號(hào)與原始語(yǔ)音信號(hào)基本一致，即設(shè)計(jì)的濾波器能夠從含噪信號(hào)中濾除單頻噪聲 ，還原 了 原始信號(hào)，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的 。 % 播放原始語(yǔ)音信號(hào) sound(y,fs,bits)。 圖 37 原始信號(hào) ，加噪信號(hào)，濾波去噪信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜 《 使用 BOHMAN窗設(shè)計(jì)的頻率采樣型 FIR濾波器 》 第 １３ 頁(yè) 共 23 頁(yè) 然后通過(guò)回放原始語(yǔ)音信號(hào)，加噪語(yǔ)音信號(hào)，去噪語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)去噪語(yǔ)音信號(hào)與原始語(yǔ)音信號(hào)基本一致，即濾波器濾除了噪聲的干擾。 % 計(jì)算頻譜取前一半 結(jié)果分析 為了分析濾波器是否設(shè)計(jì)成功，首先用 MATLAB 繪制 出 原始信號(hào)，加噪信號(hào)，濾波去噪信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜， 如圖 37 所示。% 用設(shè)計(jì)好的濾波器對(duì) y 進(jìn)行濾波 Y_fil=fft(y_fil)。 Rp=(min(db(1:1:wp/delta_w+1))) % 真正的通帶波紋 As=round(max(db(ws/delta_w+1:1:501))) % 真正的阻帶衰減 信號(hào)濾波處理 將設(shè)計(jì)好的 FIR 低通濾波器 濾波器 對(duì)信號(hào) 進(jìn)行濾波去噪處理 。 % 計(jì)算實(shí)際濾波器脈沖響應(yīng) 《 使用 BOHMAN窗設(shè)計(jì)的頻率采樣型 FIR濾波器 》 第 １２ 頁(yè) 共 23 頁(yè) [db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h,[1])。 % 調(diào)用自編函數(shù)計(jì)算理想低通濾波器的脈沖響應(yīng) w_bohmanwin=(bohmanwin(M))39。 % 定義時(shí)間范圍 wc=(ws+wp)/2。tr_width=wswp。 % 低通濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo) wp=fp/fs*2*pi。 fp=4000。As=45。如圖 36 所示。所以設(shè)計(jì)的低通濾波器滿足要求。 得出的 M =24， Rp =， As = 49。 確定好濾波器的參數(shù)后，先計(jì)算出濾波器的階數(shù) M，然后調(diào)用自編 ideal_lp 函數(shù)計(jì)算理想低通濾波器的脈沖響應(yīng) hd，再調(diào)用 bohmanwin(M)函數(shù)產(chǎn)生 M 階的 BOHMAN 窗，并計(jì)算出 《 使用 BOHMAN窗設(shè)計(jì)的頻率采樣型 FIR濾波器 》 第 １１ 頁(yè) 共 23 頁(yè) 實(shí)際濾波器脈沖響應(yīng)， 最后 調(diào)用自編 freqz_m 函數(shù) 計(jì)算出 濾波器的頻率 特性 。 通帶波紋 Rp 設(shè)置為 1dB。由于 BOHMAN 窗的過(guò)渡帶寬定為 Mπ10 ，能提供的最小阻帶衰減為 。 《 使用 BOHMAN窗設(shè)計(jì)的頻率采樣型 FIR濾波器 》 第 １０ 頁(yè) 共 23 頁(yè) 圖 35 加噪前后 語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域 和 頻域 波形 濾波器設(shè)計(jì) 本課程設(shè)計(jì)利用 BOHMAN 窗實(shí)現(xiàn) FIR 濾波器的設(shè)計(jì)。如圖 33 所示。 % 計(jì)算頻譜的譜線間隔 f=0:deltaf:fs/2deltaf。 Y=Y(1:N/2)。 Y=abs(fft(y))。 然后對(duì)語(yǔ)音號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到信號(hào)的頻譜特性 。 % 加噪聲 sound(y,fs,bits)。 % 計(jì)算時(shí)間范圍，樣本數(shù)除以采樣頻率 x=x(:,1)39。 % 計(jì)算信號(hào) x 的長(zhǎng)度 fn=9000。 sound(x,fs,bits)。)。 圖 33 聲音屬性 《 使用 BOHMAN窗設(shè)計(jì)的頻率采樣型 FIR濾波器 》 第 ９ 頁(yè) 共 23 頁(yè) 圖 34 聲音選定 對(duì)應(yīng)程序如下： [x,fs,bits]=wavread(39。 首先通過(guò)錄音機(jī)打開(kāi)語(yǔ)音信號(hào)，點(diǎn)擊文件 /屬性，如圖 33 所示 。采集完成后在信號(hào)中加入一個(gè) 頻率為 9000Hz 的單頻噪聲 。 點(diǎn)擊文件 /另存為，將文件名命名為 ， 并保存。 圖 21 Bohwin 窗 3 設(shè)計(jì)步驟 《 使用 BOHMAN窗設(shè)計(jì)的頻率采樣型 FIR濾波器 》 第 ７ 頁(yè) 共 23 頁(yè) 設(shè)計(jì)流程圖 語(yǔ)音信號(hào)濾波去噪 —— 使用 BOHMAN 窗設(shè)計(jì)的頻率采樣型 FIR 濾波器 的設(shè)計(jì)流程圖如圖 31 所示。 0]。 w = [ 0。 if trivialwin, return, end。 [6] Bohman 窗對(duì)應(yīng)的 Bohmanwin 函數(shù)定義源程序如下： function w = bohmanwin(n) error(nargchk(1,1,nargin))。做法是從信號(hào)中截取一個(gè)時(shí)間片段，然后用觀察的信號(hào)時(shí)間片段進(jìn)行周期延拓處 理，得到虛擬的無(wú)限長(zhǎng)的信號(hào)，然后就可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換、相關(guān)分析等數(shù)學(xué)處理。 表 21 常見(jiàn)窗函數(shù)性能小結(jié) 過(guò)渡帶寬 Δw 窗函數(shù)名 最小阻帶衰減 近似值 準(zhǔn)確值 矩形 Mπ4 21dB Bartlett Mπ8
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