趙小妮数字信号课程设计.docVIP

广西工学院 数字信号处理课程设计 说 明 书 设计题目 语音信号的处理与滤波 系 别 计算机工程系 专业班级 通信061 学生姓名 赵小妮 学 号 200600402005 指导教师 周坚和 日 期 2008年12月18日 摘要： 本文主要利用MATLAB工具采用双线性法和窗函数法设计FIR数字滤波，随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为今一门极其重要的学科和技术领域。数字信号处理在通信语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理应用中，数字滤波器十分重要并已获得广泛应用。 通过对课程设计，对信号的采集，处理，传输，显示，存储和分析等有一个系统的掌握和理解。巩固和运用在数字信号处理课程中所学的理论知识和实验技能，掌握最基本的数字信号处理的理论和方法，培养发现问题，分析问题和解决问题的能力。 四．设计理论依据 采样频率，采样位数的概念，采样定理；时域信号的DFT，FFT及频谱分析；数字滤波器的设计原理和方法。 五．设计过程（设计步骤） 1．语音信号的采集及频谱分析 用WINDOWS下的录音机，用单声道录制一段音乐或声音，时间在5S内。然后MATLAB软件平台下，利用函数WAVREAD对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。对语音信号进行快速傅立叶变换，在一个窗口同时画出信号的时域波形图和频谱图，分析语音信号的频谱特点。 程序如下： [y,fs,bits]=wavread(music.wav,[1024 61500]); sound(y,fs,bits); Y=fft(y); plot(y); figure(1); title(语音信号的时域波形); grid figure(2); plot(abs(Y)); title(语音信号的频谱特性); grid 图形如下： 2：设计数字滤波器 给出个滤波器的性能指标： （1）低通滤波器性能指标 fb=1000HZ,fc=1200HZ,As=100dB,Ap=1dB （2) 高通滤波器性能指标 fb=2800HZ,fc=3000HZ,As=100dB,Ap=1dB （3）带通滤波器性能指标 fb1=1200HZ,fc1=1000HZ, fb2=2800HZ,fc2=3000HZ As=100dB,Ap=1dB 用窗函数法和双线性变换法设计以上要求的3种数字滤波器绘制个滤波器的频率响应。 IIR低通滤波器，程序如下： Ap=1; As=100; fs=4000;fb=1000;fc=1200; %频率预畸 wb=(fb/fs)*2*pi;%临界频率采用角频率表示 wc=(fc/fs)*2*pi;%临界频率采用角频率表示 OmegaP=2*fs*tan(wb/2); OmegaS=2*fs*tan(wc/2); [n,wn]=buttord(OmegaP,OmegaS,Ap,As,s); [b,a]=butter(n,wn,s); [bz,az]=bilinear(b,a,fs);%映射为数字的 [H,W]=freqz(bz,az);%绘出频率响应 plot(W*fs/(2*pi),abs(H)); title(IIR低通滤波器); IIR高通滤波器，程序如下： fs=22050;Ap=1;As=100;fb=5000;fc=4800; wb=(fb/fs)*2*pi;%临界频率采用角频率表示 wc=(fc/fs)*2*pi;%临界频率采用角频率表示 OmegaP=2*fs*tan(wb/2); OmegaS=2*fs*tan(wc/2); [n,wn]=cheb1ord(OmegaP,OmegaS,Ap,As,s); [b,a]=cheby1(n,Ap,wn,high,s); [bz,az]=bilinear(b,a,fs);%映射为数字的 [H,W]=freqz(bz,az);%绘出频率响应 f=W/pi*11025; plot(f,20*log10(abs(H))); title(IIR高通滤波器); IIR带通滤波器，程序如下： fb1=1200;fb2=3000;fc1=1000;fc2=3200; Ap=1;As=100;fs=8000; wb1=(fb1/fs)*2*pi; wb2=(fb2/fs)*2*pi; wc1=(fc1/fs)*2*pi; wc2=(fc2/fs)*2*pi; OmegaP1=2*fs*tan(wb1/2); OmegaP2=2*fs*tan(wb2/2); OmegaS1=2*fs*tan(wc1/2); OmegaS2=2*fs*tan(wc2/2); [n,wn]=cheb1ord([O