基于MATLAB的语音信号分析与处理的课程设计实验报告.pdf

目录

绪论1

正文：

一、设计目的及要求2

二、设计过程2

三、调试分析5

四、结果分析与体会10

五、参考文献11

六、谢辞11

绪论

数字信号处理（digitalsignalprocessing,DSP）是从20世纪60年代以来，随着信息学科和计算

机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。它的重要性日益在各个领域的应用中表现出来。

简言之，数字信号处理是把信号用数字或符号表示的序列，通过计算机或通用（专用）信号处

理设备，用数字的数值计算方法处理（例如滤波、变换、压缩、增强、估计、识别等），以达到提取

有用信息便于应用的目的。

数字信号处理的应用包括滤波与变换、通信、语音、语言、图像、图形、消费电子、仪器、工

业控制与自动化、医疗、军事等。其发展方向也是多方面的，包括数字汇聚、远程会议系统、融合

网络、数字图书馆、图像与文本合一的信息检索业务、多媒体通信、个人信息终端等。

在本次设计中，就以设计一个数字滤波器系统为目的。滤波器按频率划分有低通、高通、带通、

带阻全通等类型。一个数字滤波器可以用一个系统函数来表示，若要得到该系统函数，就要得到以

z^(-1)升幂排列的传输函数的分子和分母多项式的系数，即向量num、den，而这两个参数由[num

den]=butter(N,Wn)、[N,Wn]=buttord(wp,ws,rp,rs)这一函数得出，这是巴特沃思滤波器的设计过程。

由于频率响应的周期性，频率变量以数字频率ω来表示，ω=2π*f/fc，f为模拟域频率，fc为抽样频

率，所以数字滤波器设计中必须给出抽样频率。

在这次设计中采用了巴特沃思和切比雪夫两种滤波器，这两种滤波器又分别采用了高通、低通、

带通、带阻四种频率特性实现，从横向上和纵向上都可以进行对比，表现出各种滤波器的不同特性。

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一、设计目的及要求

1．课程设计目的

综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，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，从而加深对所学知识的理解，建立概念。

2．课程设计基本要求

1）学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。

2）掌握在Windows环境下语音信号采集的方法。

3）掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。

4）掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法。

5）学会用MATLAB对信号进行分析和处理。

3．课程设计内容

录制一段自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱

图；给定滤波器的性能指标，设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波

器对采集的语音信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，

分析信号的变化；回放语音信号；最后，用MATLAB设计一信号处理系统界面。

二、设计过程

1、打开GUI窗口：File→New→GUI→CreateNewGUI→BlankGUI(Default)→OK

2、控件设计：在控件布局设计区放置四个Axes控件、六个PushButton控件、一个ButtonGroup

控件和两个RadioButton控件、四个StaticText控件。

3、修改控件属性：选中需要修改属性的控件，双击打开属性查看器，具体设置如下：

1)五个Axes控件

Tag作用

axes1提供坐标画出原始信号波形

axes2提供坐标画出原始信号频谱

axes3提供坐标画出滤波后信号波形

axes4提供坐标画出滤波后信号频谱