數(shù)字信號(hào)處理課設(shè)題目詳細(xì)分解步驟.doc

數(shù)字信號(hào)處理課程詳細(xì)步驟分解語音（音樂）信號(hào)濾波去噪的選題課題具體內(nèi)容1.1、 語音(音樂)信號(hào)的采集 要求學(xué)生利用Windows下的錄音機(jī)，錄制語音信號(hào)“大家好，我是*”，時(shí)間在2-3 s左右?；蛘呔W(wǎng)上下載一段格式為.wav的音樂。然后在Matlab軟件平臺(tái)下，利用函數(shù)wavread對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行采樣，記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)。通過wavread函數(shù)的使用，學(xué)生很快理解了采樣頻率、采樣位數(shù)等概念。 采集完成后在信號(hào)中加入一個(gè)單頻噪聲，設(shè)計(jì)的任務(wù)即為從含噪信號(hào)中濾除單頻噪聲，還原原始信號(hào)。 參考調(diào)用格式： x,fs,bits=wavread(e:yuyin.wav); % 輸入?yún)?shù)為文件的全路徑和文件名，輸出的第一個(gè)參數(shù)是每個(gè)樣本的值，fs是生成該波形文件時(shí)的采樣率，bits是波形文件每樣本的編碼位數(shù)。sound(x,fs,bits); % 按指定的采樣率和每樣本編碼位數(shù)回放N=length(x); % 計(jì)算信號(hào)x的長(zhǎng)度fn=2100; % 單頻噪聲頻率，此參數(shù)可改t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 計(jì)算時(shí)間范圍，樣本數(shù)除以采樣頻率x=x; y=x+0.1*sin(fn*2*pi*t); sound(y,fs,bits); % 應(yīng)該可以明顯聽出有尖銳的單頻嘯叫聲1.2、 語音信號(hào)的頻譜分析要求學(xué)生首先畫出語音信號(hào)的時(shí)域波形；然后對(duì)語音號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到信號(hào)的頻譜特性，從而加深學(xué)生對(duì)頻譜特性的理解。參考調(diào)用格式：X=abs(fft(x); Y=abs(fft(y); % 對(duì)原始信號(hào)和加噪信號(hào)進(jìn)行fft變換,取幅度譜X=X(1:N/2); Y=Y(1:N/2); % 截取前半部分deltaf=fs/2/N; % 計(jì)算頻譜的譜線間隔f=0:deltaf:fs/2-deltaf; % 計(jì)算頻譜頻率范圍用繪圖命令分別畫出加噪前后信號(hào)的時(shí)域和頻域波形，注意：布局為2*2的子圖，每個(gè)子圖都分別加上橫縱坐標(biāo)，網(wǎng)格和標(biāo)題。 1.3、 設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器和畫出其頻率響應(yīng)給出各濾波器的性能指標(biāo)：，As自定dB，Ap1 dB截止頻率也可以任意自選，在單頻噪聲干擾附近即可。要求學(xué)生用窗函數(shù)法、頻率采樣法、脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計(jì)上面要求的濾波器。在Matlab中，可以利用矩形窗、三角窗、漢寧窗、漢明窗、布萊克曼窗、凱塞窗等設(shè)計(jì)FIR濾波器，可以利用函數(shù)butte、cheby1、cheby2和ellip設(shè)計(jì)IIR濾波器；利用Matlab中的函數(shù)freqz畫出各濾波器的頻率響應(yīng)。首先利用數(shù)字信號(hào)處理里面學(xué)過的知識(shí)，根據(jù)自己選定的參數(shù)，用指定的方法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，得到數(shù)字濾波器的參數(shù)b，a。其中b為系統(tǒng)函數(shù)的分子系數(shù)，a為系統(tǒng)函數(shù)分母系數(shù)。（不熟悉的同學(xué)再回頭看數(shù)字信號(hào)處理的教材）再調(diào)用freqz(b,a,512,fs)即可得到該濾波器的頻率響應(yīng)。下面是其中一種實(shí)現(xiàn)方法的參考程序：fpd=2000;fsd=2050;fsu=2150;fpu=2200;Rp=1;As=40; % 帶阻濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo)fcd=(fpd+fsd)/2;fcu=(fpu+fsu)/2;df=min(fsd-fpd),(fpu-fsu); % 計(jì)算上下邊帶中心頻率，和頻率間隔wcd=fcd/fs*2*pi;wcu=fcu/fs*2*pi;dw=df/fs*2*pi; % 將Hz為單位的模擬頻率換算為rad為單位的數(shù)字頻率wsd=fsd/fs*2*pi;wsu=fsu/fs*2*pi;M=ceil(6.2*pi/dw)+1; % 計(jì)算漢寧窗設(shè)計(jì)該濾波器時(shí)需要的階數(shù)n=0:M-1; % 定義時(shí)間范圍w_ham=hanning(M); % 產(chǎn)生M階的漢寧窗 hd_bs=ideal_lp(wcd,M)+ideal_lp(pi,M)-ideal_lp(wcu,M); % 調(diào)用自編函數(shù)計(jì)算理想帶阻濾波器的脈沖響應(yīng)h_bs=w_ham.*hd_bs; % 用窗口法計(jì)算實(shí)際濾波器脈沖響應(yīng)db,mag,pha,grd,w=freqz_m(h_bs,1); % 調(diào)用自編函數(shù)計(jì)算濾波器的頻率特性IIR濾波器的設(shè)計(jì)可參考教材1.4、 用濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波要求學(xué)生用自己設(shè)計(jì)的各濾波器分別對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波，在Matlab中，F(xiàn)IR濾波器利用函數(shù)fftfilt對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，IIR濾波器利用函數(shù)filter對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。參考程序：y_fil=filter(h_bs,1,y); % 用設(shè)計(jì)好的濾波器對(duì)y進(jìn)行濾波Y_fil=fft(y_fil);Y_fil=Y_fil(1:N/2); % 計(jì)算頻譜取前一半或y_fil=filter(b,a,y) % IIR濾波器對(duì)信號(hào)signal進(jìn)行濾波處理，其中b,a為上面設(shè)計(jì)好的濾波器參數(shù)。1.5、 比較濾波前后語音信號(hào)的波形及頻譜在同一張大圖里分別繪制原始信號(hào)x，加噪信號(hào)y，濾波去噪