MATLAB结课论文设计.doc

MATLAB程序设计(论文) 基于MATLAB实现语音信号的去噪 院（系）名称 电子与信息工程学院 专业班级 通信工程 学号 学生姓名 任课教师 论 文 任 务 给定一段带噪语音(mp3文件格式) 1．将带噪语音abc.mp3读入MATLAB内存 2．画出时域波形图， 3．画出频谱图 4. 分析该段语音文件的频谱图 5. 设计语音信号去噪方案 6．编写代码实现语音信号去噪 7. 将纯净语音重新合成mp3文件 7. 总结设计方案，分析实验效果，撰写论文  摘 要 滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位，FIR数字滤波器和IIR滤波器是滤波器设计的重要组成部分。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现，综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论推导得出相应结论，再利用 MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中，使用窗函数法来设计FIR数字滤波器，用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器，并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析，可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器，过程简单方便，结果的各项性能指标均达到指定要求。 关键词 数字滤波器 MATLAB 窗函数法 巴特沃斯 切比雪夫 双线性变换  目 录 第1章 绪论 1 1.1数字信号处理的意义 1 1.2语音去噪设计要求 2 第2章 语音去噪方案设计 3 2.1语音去噪的应用意义 3 2.2 语音去噪设计框图 3 2.3设计原理 4 第3章 程序分析 5 3.1 语音去噪采样过程 5 3.2 语音去噪方案 6 第 4 章 总结 8 参考文献 9 附录 10 第1章 绪论 1.1数字信号处理的意义 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的。它在语音、雷达、图像、系统控制、通信、航空航天、生物医学等众多领域都获得了极其广泛的应用。具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等优点。 数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。随着信息时代和数字技术的发展，受到人们越来越多的重视。数字滤波器可以通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。数字滤波器种类很多，根据其实现的网络结构或者其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即有限冲激响应( FIR，Finite Impulse Response)滤波器和无限冲激响应( IIR，Infinite Impulse Response)滤波器。 FIR滤波器结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈系统函数H (z)在处收敛，极点全部在z = 0处（因果系统）FIR数字滤波器的幅频特性精度较之于IIR数字滤波器低，但是线性相位，就是不同频率分量的信号经过fir滤波器后他们的时间差不变，这是很好的性质。FIR数字滤波器是有限的单位响应也有利于对数字信号的处理，便于编程，用于计算的时延也小，这对实时的信号处理很重要。 FIR采用递归型结构，即结构上带有反馈环路。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路。IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和等，有现成的设计数据或图表可查在设计一个IIR数字滤波器时，我们根据指标先写出模拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。MATLAB软件及信号处理工具箱的不断完善，MATLAB很快成为应用学科等领域不可或缺的基础软件。它可以快速有效地实现数字滤波器的设计、分析和仿真，极大地减轻了工作量,有利于滤波器设计的最优化。 1.2语音去噪设计要求 语音去噪设计框图 仿真设计 输出结果判断电路是否正确 分析电路 1.3课程设计内容 选择一个语音信号作为分析的对象，或录制一段各人自己的语音信号，对其进行频谱分析；利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其进行频谱分析；设计FIR和IIR数字滤波器， 并对被噪声污染的语音信号进行滤波， 分析滤波后信号的时域和频域特征，回放语音信号；最后设计一个信号处理系统界面。在所