【正文】 ws=*pi。n=length(x)。H:39。（4）漢明窗的FIR低通濾波使用窗函數(shù)法,選用海明窗設(shè)計(jì)了數(shù)字FIR低通濾波器對(duì)加了正弦噪聲的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，并繪制了濾波器濾波后的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域圖和頻譜圖。 H:\39。)。xlabel(39。濾波后的信號(hào)頻譜39。plot(f,abs(Z(1:n/2)))。Z=fft(z)。Hz39。)。title(39。subplot(211)。pause。濾波后信號(hào)的波形39。plot(z)。)。title(39。subplot(211)。X=fft(x)。n=length(x)。 H:\ 39。 pause。濾波器的性能分析39。plot(w*fs/(2*pi),abs(h))grid。 %用雙線性變換法實(shí)現(xiàn)模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)換[h,w]=freqz(bd,ad)。[b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn)。 %選擇濾波器的最小階數(shù)[Z,P,K]=buttap(N)。s39。 %將模擬指標(biāo)轉(zhuǎn)換成數(shù)字指標(biāo)ws1=2/Ts*tan(ws/2)。Ts=1/Fs。Rs=15。ws=*pi。fs = 22050。fb = 1000。（3）巴特沃斯低通濾波對(duì)加入高斯隨機(jī)噪聲和正弦噪聲的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波。 H:\39。axis([0 4500 0 300])。fudu39。)。xlabel(39。加噪語(yǔ)音信號(hào)頻譜39。)。ylabel(39。Hz39。)。figure(2)subplot(2,1,1)plot(abs(y1))title(39。)。ylabel(39。time n39。加正弦噪聲后語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域圖39。原語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域圖39。sound(x2,fs,bits)。x1=[*sin(2*pi*10000*t)]39。 %對(duì)信號(hào)做n點(diǎn)FFT變換f=fs*(0:511)/n。 %讀取語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)據(jù)，賦給變量xN=length(x)。 H:\39。由于原理相似這里以正弦干擾為例加以介紹。 axis([0 4500 0 400])（2）wav語(yǔ)音信號(hào)加噪聲在MATLAB軟件平臺(tái)下，給原始的語(yǔ)音信號(hào)疊加上噪聲，噪聲類(lèi)型分為如下幾種：（1）單頻噪色（正弦干擾）；（2）高斯隨機(jī)噪聲。fudu39。)。)xlabel(39。title(39。頻率響應(yīng)圖39。原始信號(hào)相位39。)subplot(3,1,3),plot(angy1)。title(39。原始信號(hào)波形39。subplot(3,1,1),plot(x)。figure(1)magy1=abs(y1)。 %播放語(yǔ)音信號(hào)y1=fft(x,n)。)。 [x,fs,bits]=wavread(39。既然知道了該聲波的頻譜，按頻率就可以反演它的時(shí)域值，利用以上分析的主要峰值來(lái)重構(gòu)聲波。在頻譜特性中分析最大值的位置（可能有幾個(gè)），它代表的頻率和時(shí)域的采樣時(shí)間有關(guān)，相鄰的兩點(diǎn)之間的距離為。下面是語(yǔ)音信號(hào)在MATLAB中的語(yǔ)言程序，它實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音的讀入與打開(kāi)，并繪出了語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形，然后對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。 用于對(duì)聲音的回放。[N1 N2]表示讀取的值從N1點(diǎn)到N2點(diǎn)的值。,[N1 N2])。驗(yàn)證并進(jìn)行頻譜分析設(shè)計(jì)好的濾波器進(jìn)行濾波處理比較濾波前后語(yǔ)音信號(hào)的波形及頻譜回放語(yǔ)音信號(hào)結(jié)束(1)語(yǔ)音信號(hào)的獲取選擇一個(gè)wav文件作為分析的對(duì)象，可以利用Windows下的錄音機(jī)或其他軟件，錄制一段自己的話音，在MATLAB中，[y,fs,bits]=wavread(39。設(shè)定濾波器性能指標(biāo)，通帶截止頻率fb=1100，阻帶截止頻率fc=1200，通帶波紋Ap=1，阻帶波紋As=20語(yǔ)音信號(hào)的采集（wavread函數(shù)），畫(huà)時(shí)域圖脈沖響應(yīng)不變法巴特沃斯濾波器對(duì)語(yǔ)音信號(hào)去噪流程圖語(yǔ)音信號(hào)去噪處理開(kāi)始語(yǔ)音信號(hào)的采集（wavread函數(shù)），畫(huà)時(shí)域圖GUI 設(shè)計(jì)面板是GUI 設(shè)計(jì)工具應(yīng)用的平臺(tái),面板上部提供了菜單和常用工具按鈕,左邊提供了多種GUI 控件,如按鈕、單選按鈕、復(fù)選框、文本框等。調(diào)用GUIDE 的方法有2 種,在MATLAB 命令窗口中輸入guide 命令,或在MATLAB 主菜單中點(diǎn)擊File →New →GUI 即可打開(kāi)一個(gè)可編輯的新窗口。GUI 設(shè)計(jì)即可以基本的MATLAB 程序設(shè)計(jì)為主,也可以鼠標(biāo)為主利用GUIDE 工具進(jìn)行設(shè)計(jì)。 阻帶最小衰減Rs=15 dB；3) 采用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)各型FIR濾波器（低通、高通、帶通、帶阻中的至少2種類(lèi)型），來(lái)對(duì)疊加干擾前后的心電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，繪出濾波器的頻域響應(yīng)及濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化；在相同的性能指標(biāo)下比較各方法的濾波效果，并從理論上進(jìn)行分析或解釋?zhuān)?) 采用雙線性變換法利用不同的原型低通濾波器（Butterworth型與切比雪夫I型）來(lái)設(shè)計(jì)各型IIR濾波器（低通、高通、帶通、帶阻中的至少2種類(lèi)型）繪出濾波器的頻域響應(yīng)，并用這些數(shù)字濾波器對(duì)含噪心電信號(hào)分別進(jìn)行濾波處理；比較不同方法下設(shè)計(jì)出來(lái)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?zhuān)?) 心電信號(hào)波形觀察、頻譜觀察，對(duì)濾波后的心電信號(hào)觀察其時(shí)域、頻域特征變化。2) 給定濾波器的規(guī)一化性能指標(biāo)（參考指標(biāo)，實(shí)際中依據(jù)每個(gè)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。 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)主要要求：1) 調(diào)用信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)mstg產(chǎn)生由三路抑制載波調(diào)幅信號(hào)相加構(gòu)成的復(fù)合信號(hào)st，觀察st的時(shí)域波形和幅頻特性曲線；2) 要求將st中的三路調(diào)幅信號(hào)分離，通過(guò)觀察st的幅頻特性曲線，分別確定可以分離st中三路抑制載波單頻調(diào)幅信號(hào)的三個(gè)濾波器（低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器）的通帶截止頻率和阻帶截止頻率，阻帶最小衰減為60dB； 3) 編程調(diào)用MATLAB濾波器設(shè)計(jì)函數(shù)分別設(shè)計(jì)這三個(gè)數(shù)字濾波器，并繪圖顯示其幅頻特性曲線； 4) 調(diào)用濾波函數(shù)filter，用所設(shè)計(jì)的三個(gè)濾波器分別對(duì)復(fù)合信號(hào)st進(jìn)行濾波，分離出st中的三路不同載波頻率的調(diào)幅信號(hào)，并繪圖顯示濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，觀察分離效果。 語(yǔ)音信號(hào)去噪處理主要要求：1) 在windows系統(tǒng)下的錄音機(jī)錄制一段1s左右的語(yǔ)音信號(hào)作為原聲信號(hào)，在MATLAB軟件平臺(tái)下，利用函數(shù)wavread對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)；2) 畫(huà)出語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形，對(duì)采樣后的語(yǔ)音進(jìn)行fft變換，得到信號(hào)的頻譜特性；對(duì)語(yǔ)音信號(hào)分別加入正弦噪聲和白噪聲，畫(huà)出加噪信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖；3) 根據(jù)對(duì)加噪語(yǔ)音信號(hào)譜分析結(jié)果，確定濾除噪聲濾波器的技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)合適的數(shù)字濾波器，并畫(huà)出濾波器的頻域響應(yīng)；4) 用所設(shè)計(jì)的濾波器對(duì)加噪的信號(hào)進(jìn)行濾波，在同一個(gè)窗口畫(huà)出濾波前后信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖，對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)變化；5) 利用sound(x)回放語(yǔ)音信號(hào)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)效果。 本次設(shè)計(jì)是用MATLAB語(yǔ)言對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣分析，并設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，比較濾波前后信號(hào)特性的變化。DSP課程設(shè)計(jì)作者：9月9日10月9日中南大學(xué)通信班目錄緒論1GUI圖形界面設(shè)計(jì)4語(yǔ)音信號(hào)去噪處理4語(yǔ)音信號(hào)的延時(shí)與混響4數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4心電信號(hào)的處理4設(shè)計(jì)小結(jié)4附錄4緒論 《數(shù)字信號(hào)處理》課程是通信專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是信息的數(shù)字化處理、存儲(chǔ)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過(guò)該課程的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生對(duì)信號(hào)與信息的采集、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用等有一個(gè)系統(tǒng)的掌握和理解；鞏固和運(yùn)用在《數(shù)字信號(hào)處理》課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，掌握數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)理論和處理方法，提高分析和解決信號(hào)與信息處理相關(guān)問(wèn)題的能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。用MATLAB提供的GUI界面開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)用戶圖形界面使布局編程簡(jiǎn)化。 語(yǔ)音信號(hào)的延時(shí)和混響主要要求：1) 利用Windows下的錄音機(jī)或其他軟件，錄制一段自己的語(yǔ)音信號(hào)，時(shí)間控制在1s左右，并對(duì)錄制的信號(hào)進(jìn)行采樣；2) 語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分析，畫(huà)出采樣后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖；3) 將信號(hào)加入延時(shí)和混響，再分析其頻譜，并與原始信號(hào)頻譜進(jìn)行比較；4) 設(shè)計(jì)幾種特殊類(lèi)型的濾波器：?jiǎn)位芈暈V波器，多重回聲濾波器，全通結(jié)構(gòu)的混響器，并畫(huà)出濾波器的頻域響應(yīng)；5) 用自己設(shè)計(jì)的濾波器對(duì)采集的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波；6) 分析得到信號(hào)的頻譜，畫(huà)出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化；7) 回放語(yǔ)音信號(hào)。 心電信號(hào)的處理主要要求：1) 在MATLAB軟件平臺(tái)下，給原始的心電信號(hào)疊加上噪聲或干擾，干擾類(lèi)型分為如下幾種：白噪聲、工頻干擾（50Hz）、諧波干擾（二次、三次諧波為主，分別為100Hz、150Hz）繪出疊加噪聲后的心電信號(hào)時(shí)域和頻譜圖，在視覺(jué)上與原始心電信號(hào)圖形對(duì)比，分析頻域基本特征變化。 通帶最大衰減Rp=1 dB。圖形界面的設(shè)計(jì) 圖形用戶界面GUI (Graphics User Interface) 是由各種圖形對(duì)象,如圖形窗口、圖軸、菜單、按鈕、文本框等構(gòu)建的用戶界面,是人機(jī)交流信息的工具和方法。GUIDE ( Graphics User Interface Design Environ2ment) 是一個(gè)專(zhuān)用于GUI 程序設(shè)計(jì)的快速開(kāi)發(fā)環(huán)境,使用者通過(guò)鼠標(biāo)就能迅速地產(chǎn)生各種GUI 控件,并隨心所欲地改變它們的外形、大小及顏色等,從而幫助用戶方便地設(shè)計(jì)出各種符合要求的圖形用戶界面。在GUIDE 設(shè)計(jì)環(huán)境中,需要用到的工具有屬性編輯器、控件布置編輯器、菜單編輯器、對(duì)象瀏覽器、網(wǎng)格標(biāo)尺設(shè)置編輯器以及GUI 應(yīng)用屬性設(shè)置編輯器等。進(jìn)行 GUI 設(shè)計(jì)時(shí),首先單擊GUI 面板左邊所需的控件,然后在右邊的圖形界面編輯區(qū)中再次單擊某一恰當(dāng)?shù)奈恢?這時(shí)將在該位置上為圖形界面添加一相應(yīng)的控件,接下來(lái),通過(guò)屬性編輯器和對(duì)齊編輯器對(duì)各控件設(shè)置相關(guān)屬性和進(jìn)行界面布置,以完善界面功能?？焖俑道锶~變換，并且畫(huà)頻譜圖設(shè)定濾波器性能指標(biāo)，通帶截止頻率fb=，阻帶截止頻率fc=，通帶波紋Ap=，阻帶波紋As=脈沖響應(yīng)不變法法設(shè)計(jì)巴特沃斯濾波器窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器驗(yàn)證并進(jìn)行頻譜分析開(kāi)始快速傅里葉變換，并且畫(huà)頻譜圖脈沖響應(yīng)不變法法設(shè)計(jì)巴特沃斯濾波器Blip39。用于讀取語(yǔ)音，采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率(Hz)，bits表示采樣位數(shù)。sound(y)。向量y則就代表了一個(gè)信號(hào)，也即一個(gè)復(fù)雜的“函數(shù)表達(dá)式”，也可以說(shuō)像處理一個(gè)信號(hào)的表達(dá)式一樣處理這個(gè)聲音信號(hào)。在MATLAB中，可以利用函數(shù)fft對(duì)信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變化，得到信號(hào)的頻譜特性。其中，N是離散傅里葉變換用的點(diǎn)數(shù)，是采樣的時(shí)間，前面在讀取 wav文件時(shí)得到了采樣頻率。由于沒(méi)有考慮相位和其他的頻譜分量，所以波形和原來(lái)的波形相差甚大，但大體的頻率是沒(méi)有錯(cuò)的。H:\39。 N=length(x) fssound(x,fs,bits)。 %對(duì)信號(hào)做2048點(diǎn)FFT變換f=fs*(0:2047)/n。angy1=angle(y1)。title(39。)subplot(3,1,2),plot(magy1)。原始信號(hào)幅值39。title(39。)figure(2)freqz(x) %繪制原始語(yǔ)音信號(hào)的頻率響應(yīng)圖title(39。)figure(3)plot(f,abs(y1(1:2048)))。原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜39。Hz39。ylabel(39。)。繪出加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域和頻譜圖，在視覺(jué)上與原始語(yǔ)音信號(hào)圖形對(duì)比，也可通過(guò)Windows播放軟件從聽(tīng)覺(jué)上進(jìn)行對(duì)比，分析并體會(huì)含噪語(yǔ)音信號(hào)頻譜和時(shí)域波形的改變。[x,fs,bits]=wavread(39。)。y1=fft(x,n)。t=(0:length(x)1)/22050。x2=x+x1。figure(1)subplot(2,1,1)plot(x) %做原始語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖形title(39。)subplot(2,1,2)plot(x2) %做原始語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域圖形title(39。)xlabel(39。)。fudu39。y2=fft(x2,n)。原始語(yǔ)音信號(hào)頻譜39。xlabel(39。)。fudu39。subplot(2,1,2)plot(abs(y2))title(39。)。Hz39。ylabel(39。)。wavwrite(x2,fs,39。)。用雙線性變換法設(shè)計(jì)了巴特沃斯數(shù)字低通IIR濾波器對(duì)兩加噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，并繪制了巴特沃斯低通濾波器的幅度圖和兩加噪語(yǔ)音信號(hào)濾波前后的時(shí)域圖和頻譜圖。fc = 1200。wp=*pi。Rp=1。Fs=22050。wp1=2/Ts*tan(wp/2)。 [N,Wn]=buttord(wp1,ws1,Rp,Rs,39。)。 %創(chuàng)建butterworth模擬濾波器[Bap,Aap]=zp2tf(Z,P,K)。 [bd,ad]=bilinear(b,a,Fs)。 figure(1)subplot(111)。title(39。)。figure(2)[x,fs,bits]=wavread(39。)。f=fs*(0:(n/21))/n。z=filter(bd,ad,x)。plot(x)。原始信號(hào)的波形39。subplot(212)。title(39。)。figure(3)sound(z,fs,bits)。plot(f,abs(X(1:n/2))