【正文】 一般用于參數(shù)的分析和應(yīng)用，如語音的大分類、分割、預(yù)處理等。第二，可以簡單的實現(xiàn)并且運算少。最后，它的實現(xiàn)用到了示波器等常規(guī)設(shè)備，所以應(yīng)用起來較簡單。語音信號的頻域分析包括語音信號的功率譜、倒頻譜、頻譜、頻譜包絡(luò)分析等，而一般常用的頻域分析方法包括帶傅里葉變換法、通濾波器組法等幾種。 數(shù)字濾波器的概念數(shù)字信號處理是一門發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的前沿性學科，其理論和實踐性都很強。在21世紀這個信息技術(shù)高速發(fā)展的時代，信號處理逐漸趨向于數(shù)字化、軟件化這方面發(fā)展。時域的分析處理有以下兩種方法：一種是對語音信號進行分析，這一分析方法屬于線性處理的范疇，其原理主要是通過信號的卷積、倍乘、時移、加減、以及求相關(guān)函數(shù)等來實現(xiàn)；另外一種是通過處理生成和變換成各種調(diào)制信號，這一分析方法屬于非線性的范疇，其原理是壓縮和擴張信號平均累加器的動態(tài)范圍，用門限法對噪音進行抑制。通常在世紀應(yīng)用中，信號的時、頻域分析經(jīng)常同時進行。具體來說，凡是用數(shù)字方式對信號進行濾波、變換、調(diào)制、壓縮、增強、均衡、解調(diào)、估值、識別、產(chǎn)生等加工處理，都可以納入數(shù)字信號處理的領(lǐng)域。對于數(shù)字濾波器，早在49年代末期，就有人對其可能性進行過研究討論，在50年代的時候，也有人研究討論過數(shù)字濾波這個具有跨時代意義的問題。在數(shù)字濾波器領(lǐng)域中，有限沖激響應(yīng)（FIR）和無限沖激響應(yīng)（IIR）的關(guān)系認識轉(zhuǎn)化是一個重大的發(fā)現(xiàn)。然而，這些數(shù)字濾波器都是一些人們的早期研究。在科學技術(shù)蓬勃發(fā)展的70年代，引進了計算機輔助的設(shè)計方法，這使數(shù)字濾波器的設(shè)計以及實現(xiàn)僅僅是逼近響應(yīng)模擬濾波器。 MATLAB軟件的介紹MATLAB是由美國MathWorks公司推出的用于圖形處理和數(shù)值計算的數(shù)學計算環(huán)境。所以相比其他同類軟件，它卓越的數(shù)據(jù)可視化和優(yōu)秀的數(shù)字計算能力使其脫穎而出。1984年開始發(fā)行它的第一版（），而后經(jīng)過10多年的不斷完善和改進，版本不斷升級 ，其功能越來越豐富，工具也越來越豐富，因此它應(yīng)用的范圍也越來越廣發(fā)。MATLAB語言之所以能如此迅速地普及是由于它有著不同于其他語言的特點：，并且?guī)旌瘮?shù)非常豐富。，又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦浴?，基本上不做什么修改就可以運行在各種型號的計算機和操作系統(tǒng)上。在C和FORTRAN語言里，繪圖都不是很容易，但是在MATLAB里通過數(shù)據(jù)的可視化則顯得非常簡單。核心部分有數(shù)百個核心內(nèi)部函數(shù)。 論文各章節(jié)的安排第一章 介紹了數(shù)字信號處理的發(fā)展趨勢和所用的的開發(fā)軟件MATLB。第三章 介紹了數(shù)字濾波器的設(shè)計方法。第五章 介紹了本人對這次畢業(yè)設(shè)計的總結(jié)和展望未來數(shù)字濾波器的發(fā)展。因為DFT直接計算的計算量與變換區(qū)間長度（N的平方）成正比，當N較大時，造成計算量太大，因而在快速傅里葉變換（簡稱FFT）出現(xiàn)以前，直接用DFT算法對信號進行頻譜分析和它的實時處理是不切實際的。自1965年圖基（）和庫力()在書名為《計算機數(shù)學》（,Vol,)雜志上發(fā)表了著名的一篇《機器計算傅里葉級數(shù)的一種算法》論文后，桑德（G..Sand）圖基等快速傅里葉算法的相繼出現(xiàn)，在人們的不斷進行改進和不斷完善，便很快形成了一套高效運算方法，從而才有了我們現(xiàn)在的快速傅里葉變換，簡稱為FFT（Fast Fourier Transform）。FFT算法的概念：(1)“級”概念：將N 點DFT先分成兩個N/2點DFT，再是四個N/4點DFT…直至N/2個兩點DFT每分一次稱為“一”級運算。(2)“組”概念：每一級都有N/2個蝶形單元，例如：N=16,則每級都有8個蝶形單元。(3)因子的分布: 每由后向前（m由M10級）推進一級，則此系數(shù)為后級系數(shù)中偶數(shù)序號的那一半。FFT算法基本上分為兩大類：時域抽取法FFT（DecimationInTime FFT,簡稱DITFFT）和頻域抽取法FFT（DecimationInFrequency FFT,簡稱DIFFFT）。設(shè)序列長度為,且滿足 (為正整數(shù)）按的奇偶性把分解成為兩個點的子序列：2點2點2點2點2點2點2點2點兩個2點DFT兩個2點DFT兩個2點DFT兩個2點DFT兩個4點DTF兩個4點DFT兩個N/2點的DFT （）則可將DFT化為 （）由于 （）與分別是及的點DFT： （） （）由此，我們可以看到，一個點DFT已分解成兩個的DFT。而X(k)卻有個點，即,故用上式計算得到的只是的前一半結(jié)果，要用,來表達全部的值，還必須應(yīng)用系數(shù)的周期性，即這樣可得到 （）同理可得 （）前兩式說明了后半部分值（）所對應(yīng)的，分別等于前半部分值（）所對應(yīng)的。可以用蝶形信號流圖表示。兩個點DFT共需次復(fù)數(shù)乘法和次復(fù)數(shù)加法。因而通過第一次分解后，總共還需要次復(fù)數(shù)乘法以及次復(fù)數(shù)加法。既然這樣分解是有效的，由于，因而仍是偶數(shù)，所以可以再一次把每個點子序列再其奇偶部分分解為兩個點的子序列。它的算法步驟如下：（1）分組，變量置換：DFT變換： 先將按的奇偶分為兩組，作變量置換:n=偶數(shù)時，令n=2r。求出用，表達的后半部的值。又（6）最后得出：頻域中的個點頻率成分為：（）結(jié)論：只要求出區(qū)間內(nèi)的各個整數(shù)值所對結(jié)應(yīng)的，值，即可以求出在整個區(qū)間內(nèi)全部值，這就是為什么FFT能大量節(jié)省計算的關(guān)鍵所在。上面頻域中前/后半部分表示式可以用蝶形信號流圖表示。1924年耐奎斯特（Nyquist）就推導(dǎo)出在理想低通信道的最高大碼元傳輸速率的公式：理想低通信道的最高大碼元傳輸速率=2W*log2N（其中W是理想低通信道的帶寬，N是電平強度） 采樣位數(shù)即采樣值或取樣值，用來衡量聲音波動變化的參數(shù)，是指聲卡在采集和播放聲音文件時所使用數(shù)字聲音信號的二進制位數(shù)。采樣位數(shù)和采樣頻率對于音頻接口來說事最為重要的兩個指標，也是選擇音頻接口的兩個重要標準。每增加一個采樣位數(shù)，相當于力度范圍增加了6dB。對于采樣率來說你可以想象它類似于一個照相機。 該設(shè)計采用的是優(yōu)美的鈴聲為分析樣本，利用windows下的錄音機錄制一小段語音，然后在matlab軟件平臺下，利用wavread函數(shù)對語音信號進行采樣，采樣頻率為FS=44100Hz，得到的采樣頻率和采樣點數(shù)為：[y,fs,bit]=wavread(39。)。F:\yuyin\39。 sound(x1,Fs,bits)。頻譜分析主要分析信號是由哪些頻率的正弦信號疊加得到的，以及這些正弦信號的振幅。頻譜分析主要分析信號是由哪些頻率的正弦信號疊加得到的，以及這些正弦信號的振幅。然后通過sound函數(shù)回放原語音信號，我們聽到一段優(yōu)美的英文歌。C:\代碼\39。size(x1) %求y的行數(shù)和列數(shù)y1=x1(:,1)。 %取y的長度，也就是總采樣點數(shù)t=1/Fs。 %設(shè)置波形圖橫坐標為時間figure(1)。 %畫出音樂信號時域波形圖xlabel(39。)?；?到1之間的幅值（v）39。 %縱坐標命名 title(39。) %標題N=length(x1) %計算音頻信號的長度figure(2)。y1=fft(x1)。 %畫出原始語音信號的頻譜圖title(39。)。sound(x1,Fs,bits)。在通過高通濾波器濾除4000HZ以前的噪音信號，在將其頻譜與原信號頻譜疊加得到最終的噪音信號。 %產(chǎn)生等長度的隨機噪聲信號(這里的噪聲的大小取決于隨機函數(shù)的幅度倍數(shù)）x1_z=noise。 %選取變換的點數(shù) x1_zp=fft(x1_z,n)。 % 對應(yīng)點的頻率figure(2)subplot(2,1,1)。 %加噪語音信號的時域波形圖title(39。)。時間軸39。幅值 A39。plot(f,abs(x1_zp(1:n/2)))。加噪語音信號頻譜圖39。xlabel(39。)。頻率幅值39。%%%%%%%%%%%%%%提取4000hz以后的噪音信號%%%%%%%%%%%%%%%%wp1=2*pi*3800/Fs。wc1=(wp1+ws1)/2/pi。N1=ceil(*pi/Bt)。Window=boxcar(N2)。high39。x1_high = filter(b1,1, x1_z)。ftemp=[N/2:N/21].*Fs/N。title(39。)。figure(6)。title(39。)grid on。模擬濾波器由電阻，電容，電感等原器件構(gòu)成；而數(shù)字濾波器則可由數(shù)字電路實現(xiàn)或軟件實現(xiàn)。從小的方面分：：模擬濾波器和數(shù)字濾波器。 數(shù)字濾波器按單位取樣響應(yīng)時域特性可分為:IIR(Infinite Impulse Response) 濾波器(即無限長單位沖激響應(yīng)濾波器)FIR(Finite Impulse Response)濾波器(即有限長單位沖激響應(yīng)濾波器)。