【正文】 數(shù)字系統(tǒng)，通過對抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理來達(dá)到頻域濾波的目的。 課 程 設(shè) 計 報 告 課程名稱 數(shù)字信號處理 課題名稱 數(shù)字濾波器設(shè)計及在語 音信號分析中的應(yīng)用 專 業(yè) 通 信 工 程 班 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 彭 禎 羅敬 湖南工程學(xué)院課程設(shè)計報告 1 湖南工程學(xué)院 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 課程名稱 數(shù)字信號處理 課 題 數(shù)字濾波器設(shè)計 及在語音信號分析中的應(yīng)用 專業(yè)班級 通信工程 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 彭禎 羅敬 審 批 任務(wù)書下達(dá)日期 2021 年 9 月 1 日 任務(wù)完成日期 2021 年 9 月 8 日 湖南工程學(xué)院課程設(shè)計報告 2 《數(shù)字信號處理》課程設(shè)計指導(dǎo) 一、 課程設(shè)計的性質(zhì)與目的 《數(shù)字信號處理》課程是通信專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是信息的數(shù)字化處理、存儲和應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過該課程的課程設(shè)計實踐，使學(xué)生對信號與信息的采集、處理、傳輸、顯示、存儲、分 析和應(yīng)用等有一個系統(tǒng)的掌握和理解；鞏固和運(yùn)用在《數(shù)字信號處理》課程中所學(xué)的理論知識和實驗技能，掌握數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)理論和處理方法，提高分析和解決信號與信息處理相關(guān)問題的能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。根據(jù)其單位沖激響應(yīng)函數(shù)的時域特性可分為兩類：無限沖激響應(yīng)（ IIR）濾波器和有限沖激響應(yīng)（ FIR）濾波器。 設(shè)計步驟 ： （ 1）語音信號采集 錄 制一段課程設(shè)計學(xué)生的語音信號并保存為文件，要求長度不小于 10 秒，并對錄制的信號進(jìn)行采樣；錄制時可以使用 Windows 自帶的錄音機(jī)，或者使用其它專業(yè)的錄音軟件，錄制時需要配備錄音硬件（如麥克風(fēng)），為便于比較，需要在安靜、干擾小的環(huán)境下錄音。 （ 2）語音信號分析 使用 MATLAB 繪出采樣后的語音信號的時域波形和頻譜圖。 （ 3）含噪語音信號合成 在 MATLAB 軟件平臺下，給原始的語音信號疊加上噪聲，噪聲類型分為如下幾種：①白湖南工程學(xué)院課程設(shè)計報告 3 噪聲；②單頻噪色（正弦干擾）；③多頻噪聲（多正弦干擾）；④其它干擾，可設(shè)置為低頻、高頻、帶限噪聲，或 Chirp 干擾、沖激干擾。 （ 4）數(shù)字濾波器設(shè)計及濾波 給定濾波器的規(guī)一化性能指標(biāo)（參考指標(biāo) ,實際中依據(jù)每個同學(xué)所疊加噪聲情況而定）例如：通帶截止頻率 wp=*pi, 阻通 帶截止頻率 ws=*pi。 阻帶最小衰減 Rs=15 dB，每個題目至少設(shè)計出 5 個用不同方法的不同類型濾波器。 ②：采用雙線性變換法與脈沖響應(yīng)不變法，分別利用不同的原型低通濾波器（ Butterworth 型與切比雪夫 I型）來設(shè) 計 IIR 濾波器，繪出濾波器的頻域響應(yīng)；并用這些數(shù)字濾波器對含噪語音信號分別進(jìn)行濾波處理，比較不同方法下設(shè)計出來的數(shù)字濾波器的濾波效果，并從理論上進(jìn)行分析（或解釋）。 （ 6）設(shè)計一個語音信號分析與處理系統(tǒng)界面 (選作 ) 利用 MATLAB 的界面設(shè)計功能，設(shè)計一個 MATLAB 環(huán)境下的人機(jī)交互界面，完成上述濾波器的設(shè)計及濾波過程，要求能夠接收輸入的設(shè)計參數(shù)，查看設(shè)計結(jié)果及濾波結(jié)果。 課程設(shè)計報告內(nèi)容和格式：設(shè)計題目，設(shè)計的詳細(xì)步驟，設(shè)計過程中的結(jié)果、圖形等，設(shè)計總結(jié)。成績分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級分評定。 四、設(shè)計進(jìn)度安排 湖南工程學(xué)院課程設(shè)計報告 4 通信工程 1181: 1 周周一上午， E410,布置課程設(shè)計任務(wù)，學(xué)生上機(jī)，按任務(wù)要求進(jìn)行課程設(shè)計；分組選題； 1 周周二上午， E410,學(xué)生上機(jī)，按任務(wù)要求進(jìn)行課程設(shè)計；分組選題； 1 周周三上午， E410,學(xué)生上機(jī)，按任務(wù)要求進(jìn)行課程設(shè)計；分組選題； 1 周周四上午， E410,學(xué)生任務(wù)完成，答辯并提交課程設(shè)計報告。 正文的格式 :一級標(biāo)題用 3 號黑體 ,二級標(biāo)題用四號宋體加粗 ,正文用小四號宋體 。 正文的內(nèi)容 :一、課題的主要功能；二、課題的功能模塊的劃分（要求畫出模塊圖）；三、主要 功能的實現(xiàn)（至少要有一個主要模塊的流程圖）；四、程序調(diào)試；五、總結(jié)；六、附件（所有程序的原代碼，要求對程序?qū)懗霰匾淖⑨專? 湖南工程學(xué)院課程設(shè)計報告 5 目 錄 1. 數(shù)字濾波器設(shè)計及在語音信號分析中的應(yīng)用 ................................ 6 課程設(shè)計的性質(zhì)與目的 .............................................. 6 功能要求 .......................................................... 6 基本設(shè)計思想 ...................................................... 6 ............................................... 6 設(shè)計步驟 ： ........................................................ 6 設(shè)計流程圖及原理圖 ................................................ 7 設(shè)計流程圖 ................................................... 7 原理圖 ....................................................... 8 系統(tǒng)各功能模塊的實現(xiàn) .............................................. 8 語音信號的時頻分析 ........................................... 9 語音信號加噪與頻譜分析 ...................................... 10 數(shù)字濾波器設(shè)計及濾波 ........................................ 11 比較濾波前后語音信號的波形及頻譜 ............................ 17 回放語音信號 ................................................ 20 3. 實驗總結(jié) ............................................................. 20 4. 體會 ................................................................. 21 評分表 .................................................................. 22 1 61. 數(shù)