长沙理工语音信号的数字滤波处理.doc

目录 1绪论………………………..……………………………….….……………………1 2摘要………………………..……………………………….….……………………2 3课程设计的总体方案……..…………………………….….………………………3 3.1语音信号数字滤波器的原理……...………..……………..…….……………3 3.2硬件设计……………………… ………………… ….…………………….…5 3.3总体设计图……………………………………………………………………7 3.4对滤波后的语音信号程序设计思路.……………………………………….. 8 4设计的详细原理..…………………………… …………….……………….…...…9 4.1 DSP信号处理器与TLC320AD50接口电路的原理图……………………9 4.2语音信号的采集…………………………………….………………….…...10 4.3滤波器的选择…………………..……………….………..…………………12 4.4 FIR 分布式算法原理…………………………..………..…………………13 5设计滤涉及的歩骤和过程…..…………………………….………………………14 5.1 FIR1函数……………..……………….……….………..…………………14 5.2 FIR滤波器的设计…..……………….…..…….………..…………………15 5.3滤波器的DSP实现（CCS）………….…..…….………..…………………18 6设计程序的调试和运行结果…..………………………….………………………18 6.1观察滤波效果………………………………..………..……………………18 6.2较滤波前后语音信号的波形及其频谱…….………………………………19 7心得与体会………………..……………………………….………………………21 8参考文献………………..………………………………….………………………22 9附录……………………..………………………………….………………………23 1绪论 数字滤波在图像处理、语音识别和模式识别等数字信号处理中占有重要地位。与模拟滤波器相比，数字滤波器可以满足滤波器幅度和相位特性的严格要求，可以克服模拟滤波器所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。有限冲激响应（FIR）滤波器可以保证严格的线性相位。同时由于其实现结构主要是非递归的，因此FIR 滤波器可以稳定工作。FIR 滤波器被广泛用于各类数字信号处理系统中实现卷积、相关、自适应滤波、正交插值等处理,对于非实时系统和低速采样系统,FIR 滤波器的运算可在CPU 或DSP 处理器上采用软件实现。 数字处理器（DSP）有很强的数据处理能力，它在高速数字信号处理领域有广泛的应用，例如数字滤波、音频处理、图像处理等。相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移，能够处理低频信号，频率响应特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等。使用可编程的DSP芯片实现数字滤波可以通过修改滤波器的参数十分方便地改变滤波器的特性，本设计是通过利用TMS320VC54x DSP芯片设计实现FIR数字滤波器。 一个实际的应用系统中,总存在各种干扰，所以在系统设计中,滤波器的好坏将直接影响系统的性能。使用DSP进行数字处理，可以对一个具有噪声和信号的混合信号源进行采样,再经过数字滤波,滤除噪声,就可以提取有用信号了。所以说，数字滤波器是DSP最基本的应用领域，熟悉基于DSP的数字滤波器能为DSP应用系统开发提供良好的基础。 2语音信号的数字滤波处理 摘要 根据数字滤波器冲激响应函数的时域特性。可将数字滤波器分为两种，即无限长冲激响应( IIR) 滤波器和有限长冲激响应(FIR) 滤波器。 FIR 滤波器冲激响应只能延续一定时间。其中FIR 滤波器很容易实现严格的线性相位，使信号经过处理后不产生相位失真，舍入误差小，稳定等优点。能够设计具有优良特性的多带通滤波器、微分器和希尔伯特变换器，所以在数字系统、多媒体系统中获得极其广泛的应用。FIR数字滤波器的设计方法有多种，如窗函数设计法、最优化设计和频率取样法等等。而随着MATLAB软件尤其是MATLAB 的信号处理工具箱和Simulink 仿真工具的不断完善，不仅数字滤波器的计算机辅助设计有了可能而且还可以使设计达到最优化。 关键词：FIR滤波器；CCS；DSP； D/A； 3设计的总体方案 3.1语音信号数字滤波器的原理 利用DSP实现FIR滤波器的设计方法主要有窗函数法和频率抽样法，其中窗函数法是基本的设计方法，这里采用窗函数法设计FIR滤波器