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數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告-基于matlab有噪聲語(yǔ)音信號(hào)的處理-文庫(kù)吧資料

2024-08-23 18:55本頁(yè)面
  

【正文】 0 1]。 %通帶阻帶波紋s=10.^(rs/20)。)。legend(39。 %根據(jù)參數(shù)求出頻率響應(yīng)plot(w*8000*,abs(h))。 %將S域低通參數(shù)轉(zhuǎn)為帶通的[num22,den22]=bilinear(num2,den2,)。)。 %求低通濾波器階數(shù)和截止頻率[b22,a22]=butter(n22,wn22,39。s39。ws=(wp*wp2w.^2)/(bw*w)。bw=wp2wp1。ws2=tan(pi*Fs2/Ft)。 %帶通到低通濾波器參數(shù)轉(zhuǎn)換wp2=tan(pi*Fp2/Ft)。)。title(39。 %由fir1設(shè)計(jì)濾波器[h,w]=freqz(b21,1)。[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev)。mag=[1 0]。 %通帶阻帶波紋s=10.^(rs/20)。rs=50。)。legend(39。IIR高通濾波器39。plot(w*21000*,abs(h))。 %將S域低通參數(shù)轉(zhuǎn)為高通的[num13,den13]=bilinear(num,den,)。)。 %求模擬的低通濾波器階數(shù)和截止頻率[b13,a13]=cheby1(n13,1,wn13,39。s39。ws=wp1*wp/ws1。 %高通到低通濾波器參數(shù)轉(zhuǎn)換ws1=tan(pi*Fs/Ft)。Fs=3500。圖4 IIR帶通濾波器%======================IIR高通==========================Ft=8000。用butter設(shè)計(jì)39。axis([0 4000 0 ])。%雙線性變換實(shí)現(xiàn)S域到Z域的轉(zhuǎn)換[h,w]=freqz(num12,den12)。 %求S域的頻率響應(yīng)參數(shù)[num2,den2]=lp2bp(b12,a12,sqrt(wp1*wp2),bw)。s39。)。[n12,wn12]=buttord(wp,ws,1,50,39。wp=1。w=wp1*wp2/ws2。ws1=tan(pi*Fs1/Ft)。圖3 IIR低通濾波器%======================IIR帶通==========================wp1=tan(pi*Fp1/Ft)。用butter設(shè)計(jì)39。 %根據(jù)參數(shù)求出頻率響應(yīng)plot(w*8000*,abs(h))。 %求S域的頻率響應(yīng)的參數(shù) [num11,den11]=bilinear(b11,a11,)。s39。)。[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,39。fp=2*Ft*tan(wp/2)。%=========================IIR低通濾波器=======================wp=2*pi*Fp/Ft。我們用到的是cheeby1函數(shù),其調(diào)用格式如下:[B,A]=cheby1(N,Rp,wpo,’ftypr’)[B,A]=cheby1(N,Rp,wpo,’ftypr’,’s’) 函數(shù)butter,cheby1和ellip設(shè)計(jì)IIR濾波器時(shí)都是默認(rèn)的雙線性變換法,所以在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)只需要代入相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)函數(shù)即可。MATLAB信號(hào)處理工具箱函數(shù)buttp buttor butter是巴特沃斯濾波器設(shè)計(jì)函數(shù),其有5種調(diào)用格式,本課程設(shè)計(jì)中用到的是[N,wc]=butter(N,wc,Rp,As,’s’),該格式用于計(jì)算巴特沃斯模擬濾波器的階數(shù)N和3dB截止頻率wc。如果缺省window參數(shù),則fir1默認(rèn)為哈明窗。接下來(lái),我們根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)的特點(diǎn)給出有關(guān)濾波器的技術(shù)指標(biāo):①低通濾波器的性能指標(biāo):fp=1000Hz,fc=1200Hz,As=100db ,Ap=1dB②高通濾波器的性能指標(biāo):fp=3500Hz,fc=4000Hz,As=100dB,Ap=1dB;③帶通濾波器的性能指標(biāo):fp1=1200Hz,fp2=3000hZ,fc1=1000Hz,fc2=3200Hz,As=100dB,Ap=1dB在Matlab中,可以利用函數(shù)fir1設(shè)計(jì)FIR濾波器,利用函數(shù)butter,cheby1和ellip設(shè)計(jì)IIR濾波器,利用Matlab中的函數(shù)freqz畫出各步步器的頻率響應(yīng)。(3)計(jì)算h(n).。原則是在保證阻帶衰減滿足要求的情況下,盡量選擇主瓣的窗函數(shù)。如下:(1)根據(jù)對(duì)阻帶衰減及過(guò)渡帶的指標(biāo)要求,選擇串窗數(shù)類型(矩形窗、三角窗、漢寧窗、哈明窗、凱塞窗等),并估計(jì)窗口長(zhǎng)度N。如前所述,IIR濾波器和FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法有很大的區(qū)別。(3)按照模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)及過(guò)渡模擬低通濾波器。下面我們總結(jié)一下利用模擬濾波器設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器的步驟:(1)確定數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標(biāo):通帶邊界頻率、通帶最大衰減,阻帶截止頻率、阻帶最小衰減。我們知道,脈沖響應(yīng)不變法的主要缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生頻譜混疊現(xiàn)象,使數(shù)字濾波器的頻響偏離模擬濾波器的頻響特性。(5)通過(guò)頻率變換將模擬低通轉(zhuǎn)換成相應(yīng)類型的過(guò)渡模擬濾波器。(2)將所需類型數(shù)字濾波器的邊界頻率轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬濾波器的邊界頻率,轉(zhuǎn)換公式為Ω=2/T tan()(3)將相應(yīng)類型的模擬濾波器技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成模擬低通濾波器技術(shù)指標(biāo)??梢越柚谀M濾波器的頻率轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)一個(gè)所需類型的過(guò)渡模擬濾波器,再經(jīng)過(guò)雙線性變換將其轉(zhuǎn)換策劃那個(gè)所需的數(shù)字濾波器。對(duì)于線性相位濾波器,經(jīng)常采用FIR濾波器。其設(shè)計(jì)步驟是:先設(shè)計(jì)過(guò)渡模擬濾波器得到系統(tǒng)函數(shù)H(s),然后將H(s)按某種方法轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H(z)。程序結(jié)果如下圖:圖2 加噪后的波形及頻譜分析 設(shè)計(jì)FIR和IIR數(shù)字濾波器IIR濾波器和FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法完全不同。加噪語(yǔ)音信號(hào)的頻域波形39。plot(abs(S))。S=fft(Si)。加噪語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形39。plot(Si)。 %語(yǔ)音信號(hào)加入噪聲 sound(Si)。 %求出語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度Noise=*randn(n,2)。OriSound)。在這里,我們選用Randn(m,n)函數(shù)。在本次課程設(shè)計(jì)中,我們是利用MATLAB中的隨機(jī)函數(shù)(rand或randn)產(chǎn)生噪聲加入到語(yǔ)音信號(hào)中,模仿語(yǔ)音信號(hào)被污染,并對(duì)其頻譜分析。WGN用于產(chǎn)生高斯白噪聲,AWGN則用于在某一信號(hào)中加入高斯白噪聲。)程序結(jié)果如下圖:圖1 原始信號(hào)波形及頻譜 語(yǔ)音信號(hào)加噪與頻譜分析MATLAB中產(chǎn)生高斯白噪聲非常方便,有兩個(gè)產(chǎn)生高斯白噪聲的兩個(gè)函數(shù) 。title(39。subplot(2,1,2)。原始信號(hào)波形39。plot(y)。 %求出語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度Y=fft(y,N)。sound(y,fs,nbits)。OriSound39。在本次設(shè)計(jì)中,我們利用fft對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,就可以得到信號(hào)的頻譜特性。MATLAB提供了快速傅里葉變換算法FFT計(jì)算DFT的函數(shù)fft,其調(diào)用格式如下:Xk=fft(xn,N)參數(shù)xn為被變換的時(shí)域序列向量,N是DFT變換區(qū)間長(zhǎng)度,當(dāng)N大于xn的長(zhǎng)度時(shí),fft函數(shù)自動(dòng)在xn后面補(bǔ)零。其程序如下: [y,fs,nbits]=wavered (‘OriSound’)。(4)y=wavread(file,[N1,N2])
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