畢業(yè)設(shè)計(jì)-數(shù)字信號課程設(shè)計(jì)報(bào)告-在線瀏覽
2025-05-10 09:52本頁面
【正文】 制一段課程設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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。根據(jù)頻譜圖求出其帶寬，并說明語音信號的采樣頻率不能低于多少赫茲。繪出疊加噪聲后的語音信號時(shí)域和頻譜圖，在視覺上與原始語音信號圖形對比，也可通過Windows播放軟件從聽覺上進(jìn)行對比，分析并體會含噪語音信號頻譜和時(shí)域波形的改變。 通帶最大衰減Rp=1 dB。題目（1）：采用窗函數(shù)法與等波紋法分別設(shè)計(jì)各型FIR濾波器（低通、高通、帶通、帶阻中的至少3種類型）來對疊加噪聲前后的語音信號進(jìn)行濾波處理，繪出濾波器的頻域響應(yīng)，繪出濾波后信號的時(shí)域波形和頻譜，并對濾波前后的信號進(jìn)行對比，分析信號的變化；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）。對濾波后的語音信號進(jìn)行回放，感覺濾波前后語音信號的變化。 【1】丁玉美、高全西。西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001 【2】樓順天、李博菡。西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1998 【3】胡廣書。北京：清華大學(xué)出版社，19983課題系統(tǒng)功能模塊課題系統(tǒng)功能模塊如下 添加噪聲干擾 導(dǎo)入源數(shù)據(jù)，繪出源信號的時(shí)域波形圖和頻域波形圖白噪聲干擾單頻正弦函數(shù)干擾Chirp噪聲干擾多個正弦噪聲干擾用雙線性變換法設(shè)計(jì)Butterworth低通濾波器，實(shí)現(xiàn)對白噪聲的濾波作用用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)切比雪夫低通濾波器，實(shí)現(xiàn)對正弦函數(shù)干擾波的濾波作用用布萊克曼窗設(shè)計(jì)帶阻濾波器，實(shí)現(xiàn)對chirp噪聲干擾的濾波作用用等波紋法設(shè)計(jì)帶阻濾波器，實(shí)現(xiàn)多個正弦函數(shù)干擾波的濾波作用4主要功能的實(shí)現(xiàn)圖1原始語音信號的時(shí)域及頻域波形圖導(dǎo)入源聲音信號[x,fs,bits]=wavread(39。)。從而得到圖1所得的原始語音信號的時(shí)域及頻域波形圖，由此圖我們可知信號的時(shí)域與頻域之間的關(guān)系，時(shí)域無限則頻域有限。將此圖與加噪后的信號的時(shí)域及頻域波形圖進(jìn)行對比，從而了解用何種濾波器能達(dá)到濾波作用。換句話說，此信號在各個頻段上的功率是一樣的，加入白噪聲后原本譜線只分布在02000Hz之間，現(xiàn)在卻均勻分布在整個頻率域上。圖3 Butterworth幅頻特性圖比較圖圖2的頻譜圖，可以利用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個butterworth低通濾波器如圖3，利用雙線性變換法能保證模擬濾波器的低頻特性逼近數(shù)字濾波器的低頻特性從而可以濾除頻率高的干擾信號，雙線性變換也不存在混迭效應(yīng)。根據(jù)圖圖2的頻譜圖，我們可以取通帶截止頻率Fp=1000Hz，通帶最大衰減Rp=1dB，阻帶截止頻率Fs=1600Hz，阻帶最小衰減Rs=30dB。 圖4濾波后的時(shí)域及頻域波形圖利用雙線性法設(shè)計(jì)的butterworth低通濾波器濾掉了頻率高于1600Hz的譜線，達(dá)到了預(yù)想的目的然而頻率低于1600Hz的干擾仍然沒有辦法濾掉。所以我覺得應(yīng)該可以設(shè)計(jì)帶阻濾波器或低通濾波器濾掉干擾。而高頻衰減越大，頻響的混淆效應(yīng)越小，至于高通和帶限濾波器,由于它們在高頻部分不衰減，因此將完全混淆在低頻響應(yīng)中。濾波后的時(shí)域及頻域波形圖如圖7所示。 加多個正弦函數(shù)干擾信號圖8加多個正弦函數(shù)干擾信號后的時(shí)域及頻域波形圖由圖8可知當(dāng)加入頻率為2000Hz、3000Hz和3500Hz的正弦函數(shù)干擾信號后，其頻譜圖上在頻率為2000Hz、3000Hz、3500Hz附近其譜線明顯增大，由此可知，我可以設(shè)計(jì)一個帶阻濾波器濾掉噪聲，將出現(xiàn)干擾的頻率段濾掉，留下有用的頻段，從而達(dá)到濾波的效果。所以根據(jù)加噪后的頻譜圖可以取阻帶下邊界頻率Fsl=1200Hz、通帶下邊界Fpl=1500Hz、通帶上邊界頻率Fpu=3500Hz、阻帶下邊界Fsu=3800Hz，通帶最大衰減 rp=1。濾波后的時(shí)域及頻域波形圖如圖10所示。我想是參數(shù)沒有設(shè)好的問題，或者這用干擾不適合用等波紋法設(shè)計(jì)。有點(diǎn)像添加了正弦函數(shù)干擾信號，因此我考慮用帶阻濾波器。選用如圖12所示的濾波器，濾波后的時(shí)域及頻域波形圖如圖13所示。還有如果要調(diào)整窗口長度N只能有效地控制過渡帶的寬度，而要減少帶內(nèi)的波動只能從窗函數(shù)的形狀上找解決問題的辦法。E:\39。 %聲音的途徑；sound(x,fs)。plot(x)。原始語音信號時(shí)域圖39。xlabel(39。)。幅值 39。y=fft(x,1024)。 subplot(2,1,2)。 title(39。)。頻率 Hz39。ylabel(39。)。 %加入信噪比為30的白噪聲sound(x1,fs)。subplot(2,1,1)。title(39。)。序列 n39。ylabel(39。)。 %對x1的1024點(diǎn)進(jìn)行DFTsubplot(2,1,2)。title(39。)。頻率 Hz39。ylabel(39。)。d=[*sin(2*pi*2000*t)]3
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