基于MATLAB的加噪语音信号的滤波.doc

word完美格式 精心整理 学习帮手 《计算机仿真技术》 基于MATLAB的加噪语音信号的滤波 学生姓名： 专 业： 电子信息工程 班 级： 学 号： 指导教师： 完成时间： 2017年12月 一．滤波器的简述 在MATLAB环境下IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的设计方 法即实现方法，并进行图形用户界面设计，以显示所介绍迷你滤波器的设计特性。 在无线脉冲响应（IIR）数字滤波器设计中，先进行模拟滤波器的设计，然后进行模拟-数字滤波器转换，即采用脉冲响应不变法及双线性Z变化法设计数字滤波器，最后进行滤波器的频带转换。在有限脉冲响应（FIR）数字滤波器设计中，讨论了FIR线性相位滤波的特点和用窗口函数设计FIR数字滤波器两个问题。两类滤波器整个过程都是按照理论分析、编程设计、集体实现的步骤进行的。 为方便分析直观者直观、形象、方便的分析滤波器的特性，创新的设计出图形用户界面---滤波器分析系统。整个系统分为两个界面，其内容主要包括四个部分：System（系统）、Analysis（分析）、Tool（工具）、Help（帮助）。 数字滤波在DSP中占有重要地位。数字滤波器按实现的网络结构或者从单位脉冲响应，分为IIR（无限脉冲响应）和FIR（有限脉冲响应）滤波器。如果IRR滤波器和FIR滤波器具有相同的性能，那么通常IIR滤波器可以用较低的阶数获得高的选择性，执行速度更快，所有的存储单元更少，所以既经济又高效。 二．设计要求 1.在matlab平台上录制一段语音信号； 2.完成语音信号的谱分析； 3.对语音信号进行加噪以及加噪后信号的谱分析； 4.选择合适的滤波器进行滤波，确定相关指标； 5.实现滤波过程，显示滤波后的结果，并进行谱分析。 三．实验内容与步骤 语音信号的录入 打开matlab平台，先使用R=audiorecorder(44100,16,2)函数创建一个保存音频信息的对象，其中44100表示采样频率为44100Hz，16表示用16位存储，2表示两通道。再使用record（R）开始录音，对着电脑麦克风采集声音，录入的音频内容为“MATLAB的课程大作业”。stop(R)语句停止录入。然后将音频信息以数???矩阵存储。最后使用wavwrite函数保存这段音频。 原始语音 R=audiorecorder(44100,16,2); record(R); stop(R); myword=getaudiodata(R); plot(myspeech) wavwrite(myspeech,44100,16,myword); 程序图 波形图： 由输出的波形图可以看出，当采集“MATLAB的课程大作业”这句音频信息时，波动明显，但受到环境的影响其他地方也有轻微的波动。 语音信号的谱分析 wavread读取存储在电脑中的音频。suond函数回放语音信号，fft(y,n)则是对n点进行傅里叶变换，实现从时域到频域。然后用plot函数画出语音信号的时域波形和频域波形图。 [y,fs,bits]=wavread(D:\Matalbe123\bin\souds.wav); sound(y,fs); n=length(y); y_f=fft(y,n); f=fs*(0:n/2-1)/n; subplot 211; plot(y); xlabel(时间s); ylabel(幅值 ); title(加噪前的时域波形); subplot 212; plot(f,abs(y_f(1:n/2))); xlabel(频率Hz); ylabel(频率幅值); title(加噪前的频谱图); 程序图： 时域波形与频谱图如下： 由时域波形图可以看出声音信号主要集中在了2.5s~5.0s之间，在其他时间内只是有少量的波动。由频域波形图可以看出该声音信号的频率与人的发声频率相符合。 语音加噪及谱分析 对原始的语音信号进行加噪处理，使用randn函数产生一个与音频信号等长度的高斯随机噪声信号（噪声大小取决于随机函数的幅度倍数）。然后通过信号的叠加y_z=y+noise;，生成一个新的信号。再通过傅里叶变换得到信号在频域上的波形，最后画出时域与频域波形。 L=length(y); noise=0.1*randn(L,2); y_z=y+noise; sound(y_z,fs); n=length(y); y_zf=fft(y_z,n); f=fs*(0:n/2-1)/n; subplot 211; plot(y_z); xlabel(时