數(shù)字信號處理課設題目詳細分解步驟.doc

數(shù)字信號處理課程詳細步驟分解語音（音樂）信號濾波去噪的選題課題具體內容1.1、 語音(音樂)信號的采集 要求學生利用Windows下的錄音機，錄制語音信號“大家好，我是*”，時間在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軟件平臺下，利用函數(shù)wavread對語音信號進行采樣，記住采樣頻率和采樣點數(shù)。通過wavread函數(shù)的使用，學生很快理解了采樣頻率、采樣位數(shù)等概念。 采集完成后在信號中加入一個單頻噪聲，設計的任務即為從含噪信號中濾除單頻噪聲，還原原始信號。 參考調用格式： x,fs,bits=wavread(e:yuyin.wav); % 輸入?yún)?shù)為文件的全路徑和文件名，輸出的第一個參數(shù)是每個樣本的值，fs是生成該波形文件時的采樣率，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); % 計算信號x的長度fn=2100; % 單頻噪聲頻率，此參數(shù)可改t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 計算時間范圍，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); % 應該可以明顯聽出有尖銳的單頻嘯叫聲1.2、 語音信號的頻譜分析要求學生首先畫出語音信號的時域波形；然后對語音號進行快速傅里葉變換，得到信號的頻譜特性，從而加深學生對頻譜特性的理解。參考調用格式：X=abs(fft(x); Y=abs(fft(y); % 對原始信號和加噪信號進行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; % 計算頻譜的譜線間隔f=0:deltaf:fs/2-deltaf; % 計算頻譜頻率范圍用繪圖命令分別畫出加噪前后信號的時域和頻域波形，注意：布局為2*2的子圖，每個子圖都分別加上橫縱坐標，網(wǎng)格和標題。 1.3、 設計數(shù)字濾波器和畫出其頻率響應給出各濾波器的性能指標：，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。要求學生用窗函數(shù)法、頻率采樣法、脈沖響應不變法和雙線性變換法設計上面要求的濾波器。在Matlab中，可以利用矩形窗、三角窗、漢寧窗、漢明窗、布萊克曼窗、凱塞窗等設計FIR濾波器，可以利用函數(shù)butte、cheby1、cheby2和ellip設計IIR濾波器；利用Matlab中的函數(shù)freqz畫出各濾波器的頻率響應。首先利用數(shù)字信號處理里面學過的知識，根據(jù)自己選定的參數(shù)，用指定的方法設計數(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)。（不熟悉的同學再回頭看數(shù)字信號處理的教材）再調用freqz(b,a,512,fs)即可得到該濾波器的頻率響應。下面是其中一種實現(xiàn)方法的參考程序：fpd=2000;fsd=2050;fsu=2150;fpu=2200;Rp=1;As=40; % 帶阻濾波器設計指標fcd=(fpd+fsd)/2;fcu=(fpu+fsu)/2;df=min(fsd-fpd),(fpu-fsu); % 計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; % 計算漢寧窗設計該濾波器時需要的階數(shù)n=0:M-1; % 定義時間范圍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); % 調用自編函數(shù)計算理想帶阻濾波器的脈沖響應h_bs=w_ham.*hd_bs; % 用窗口法計算實際濾波器脈沖響應db,mag,pha,grd,w=freqz_m(h_bs,1); % 調用自編函數(shù)計算濾波器的頻率特性IIR濾波器的設計可參考教材1.4、 用濾波器對信號進行濾波要求學生用自己設計的各濾波器分別對采集的信號進行濾波，在Matlab中，F(xiàn)IR濾波器利用函數(shù)fftfilt對信號進行濾波，IIR濾波器利用函數(shù)filter對信號進行濾波。參考程序：y_fil=filter(h_bs,1,y); % 用設計好的濾波器對y進行濾波Y_fil=fft(y_fil);Y_fil=Y_fil(1:N/2); % 計算頻譜取前一半或y_fil=filter(b,a,y) % IIR濾波器對信號signal進行濾波處理，其中b,a為上面設計好的濾波器參數(shù)。1.5、 比較濾波前后語音信號的波形及頻譜在同一張大圖里分別繪制原始信號x，加噪信號y，濾波去噪