关于FIR滤波器的语音信号处理设计_1.doc

毕业设计选题：基于FIR滤波器的语音信号处理设计 设计思路： 介绍数字滤波器的概念及分类 主要分数字滤波器的概念、发展现状、按照不同性能的分类，突出IIR和FIR滤波器。 重点介绍FIR滤波器的设计原理 主要从FIR的设计原理（理论）、性能指标、分类、设计方法（重点，一共三种，分别介绍其理论和实现方法）以及优缺点入手分析 介绍语音信号的处理过程及原理 简单介绍一下采样原理，再介绍语音信号的采集流程（录音、转码、采样、打开、回放） 简单介绍MATLAB的功能及使用方法 简单介绍MATLAB在信号处理方面的功能（信号的采集、频谱分析、滤波器的设计）以及它的使用方法 设计一个能处理声音信号的FIR滤波器 全文的核心，先录制一段语音，通过MATLAB采集显示，分析时域波形及频谱显示；再设置滤波后的性能指标，用MATLAB分别用三种方法设计出FIR滤波器；将设计好的滤波器加入原语音信号中，观察处理后的时域波形及频谱；最后分析比较三种方法以及与无滤波器的显示比较，得出结论。（如果可以，首先可以在原音中加入噪音，观察加入滤波器前后波形的差异，说明滤波器在语音信号处理方面的作用；只通过编程来完成滤波器的设计，还不够形象，最好可以通过Simulink将整个系统仿真出来，说明结果的可靠性。） 简单分析一下所设计滤波器的优缺点 由于FIR滤波器设计原理本身存在一些误差，导致仿真出来的结果必然存在一些误差，分析这些误差的来源，再说明FIR滤波器在语音信号处理方面的优点，得出结论。 总结全文的思路和研究方法 总结在毕业设计过程中遇到的问题，以及解决的方法；最后感谢老师的指导，通过毕业设计学到了哪些东西。 参考文献 主要是图书馆借阅的书籍、翻看的论文和报刊，还有网上资料的文献来源。（每引用一些知识点，就注明其出处，但不能完全照抄，按照自己的话来重新组织。） 附录 将MATLAB的编程代码全部附上，如果有其他的图表也附上 研究对象：FIR滤波器 辅助对象：语音信号 工具软件：MATLAB 语音信号的滤波流程图 摘 要 本文设计介绍了基于Matlab的对语音信号采集、处理及FIR滤波器的设计，并使之实现的过程。理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法，用Matlab进行数字信号处理，并阐述了课程设计的具体方法、步骤和内容综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，并利用MATLAB作为工具进行实现，从而复习巩固课堂所学的理论知识，提高对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现对数字信号的处理随着信息时代数字，数字信号处理己成为极其重要的学科技术领域。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。数字滤波器是数字信号处理的重要基础，在对信号的滤波、检测及参数的估计等信号应用中，数字滤波器是使用最为广泛的一种线性系统。H(z),其脉冲响应为h(n),输入时间序列为x(n),则它们在时域内的关系式如下： (1-1) 在Z域内，输入和输出存在如下关系： (1-2) 式中， X(z)、Y(z)x(n)和y(n)的Z变换。 在频域内，输入和输出则存在如下关系： (1-3) 式中，是数字滤波器的频率特性；、分别为x(n)和y(n)的频谱，而为数字角频率。 1.2数字滤波器的分类 数字滤波器可以有很多种分类方法，但总体上可分为两大类。一类称为经典滤波器，即一般的滤波器，其特点是输入信号中的有用成分和希望滤除的成分占用不同的频带，通过合适的选频滤波器可以实现滤波[4]。例如，若输入信号中有干扰，信号和干扰的频带互不重叠，则可滤出信号中的干扰得到纯信号。但是，如果输入信号中信号和干扰的频带相互重叠，则干扰就不能被有效的滤除。另一类称为现代滤波器，如维纳滤波器、卡尔曼滤波器等，其输入信号中有用信号和希望滤除的频带成分重叠。对于经典滤波器，从频域上也可以分为低通、高通、带通和带阻滤波器。从时域特性上看，数字滤波器还可以分为有限脉冲响应（FIR（IIR）（FIR）y(n)只取决于有限个过去和现在的输入，x(n),x(n-1),…,x(n-m),滤波器的输入输出关系可表示为 (1-4) 对于无限脉冲响应（IIR）数字滤波器，它的输出不仅取决于过去和现在的输入，而且还取决于过去的输出，其差分方程为 (1-5) 该差分方程的单位冲激响应是无限延续的。 1