語(yǔ)音信號(hào)濾波去噪——使用TUKEYWIN窗設(shè)計(jì)FIR濾波器

1、第 1 頁(yè)語(yǔ)音信號(hào)濾波去噪語(yǔ)音信號(hào)濾波去噪使用使用 TUKEYWIN窗設(shè)計(jì)的窗設(shè)計(jì)的 FIR 濾波器濾波器摘 要 本課程設(shè)計(jì)主要使用TUKEYWIN窗設(shè)計(jì)的 FIR 濾波器對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪。課程設(shè)計(jì)的的平臺(tái)為 MATLAB。采集一段語(yǔ)音信號(hào)，繪制波形并觀察其頻譜，給定相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)一個(gè)滿足指標(biāo)的 FIR 濾波器，對(duì)該語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理。根據(jù)濾波后的時(shí)域圖和原始語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域圖的比較，以及濾波后信號(hào)的頻譜圖和原始音樂(lè)信號(hào)頻譜圖的比較，最后回放濾波后音樂(lè)信號(hào)，濾波后的音樂(lè)信號(hào)與原始音樂(lè)信號(hào)一樣清晰，成功地實(shí)現(xiàn)了濾波，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。關(guān)鍵詞 課程設(shè)計(jì)；濾波去噪；FIR 濾波

2、器；TUKEYWIN窗；MATLAB1 引引 言言本課程設(shè)計(jì)是采用TUKEYWIN窗設(shè)計(jì)的 FIR 濾波器對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪。通過(guò)課程設(shè)計(jì)了解 FIR 濾波器設(shè)計(jì)的原理和步驟，掌握用 Matlab 語(yǔ)言設(shè)計(jì)濾波器的方法，了解 DSP 對(duì) FIR 濾波器的設(shè)計(jì)及編程方法。通過(guò)觀察音樂(lè)信號(hào)濾波前后的時(shí)域波形的比較，加深對(duì)濾波器作用的理解。通過(guò)對(duì)比濾波前后波形圖的比較和放濾波前后音樂(lè)信號(hào)的對(duì)比 ，可以看出濾波器對(duì)有用信號(hào)無(wú)失真放大具有重大意義。1.1 課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)目的熟悉 Matlab 語(yǔ)言環(huán)境，掌握 Matlab 語(yǔ)言的編程規(guī)則，利用TUKEYWIN窗函數(shù)設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)符合要求的 FIR

3、 濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的濾波去噪。并繪制濾波前后的時(shí)域波形和頻譜圖。根據(jù)圖形分析判斷濾波器設(shè)計(jì)的正確性。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)熟悉利用 TUKEYWIN窗函數(shù)法設(shè)計(jì) FIR 濾波器的過(guò)程。增強(qiáng)自己獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，提高第 2 頁(yè)自己的動(dòng)手能力。加深對(duì)理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題的理解。為以后的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2 課程設(shè)計(jì)要求課程設(shè)計(jì)要求錄制一段語(yǔ)音信號(hào)，繪制觀察波形及頻譜圖。根據(jù)TUKEYWIN的性能指標(biāo)合理設(shè)計(jì) FIR 濾波器，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)加入干擾，再用濾波器對(duì)干擾語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪，比較濾波前后的頻譜圖并進(jìn)行分析。再回放語(yǔ)音信號(hào)對(duì)比原語(yǔ)音信號(hào)。看濾波器是否對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行了濾波去噪。1.3 課程

4、設(shè)計(jì)平臺(tái)課程設(shè)計(jì)平臺(tái)MATLAB 名字由 MATrix 和 LABoratory 兩詞的前 3 個(gè)字母組合而成。20 世紀(jì) 70年代后期，時(shí)任美國(guó)新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的 Cleve Moler 教授出于減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)的動(dòng)機(jī)，為學(xué)生設(shè)計(jì)了一組調(diào)用 LINPACK 和 EISPACK 庫(kù)程序的“通俗易用”的接口，此即用 FORTRAN 編寫的萌芽狀態(tài)的 MATLAB1。MATLAB 軟件包括五大通用功能：數(shù)值計(jì)算功能（Nemeric）；符號(hào)運(yùn)算功能（Symbolic）；數(shù)據(jù)可視化功能（Graphic）；數(shù)據(jù)圖形文字統(tǒng)一處理功能（Notebook）和建模仿真可視化功能（Simulink）。

5、其中，符號(hào)運(yùn)算功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)請(qǐng)求 MAPLE 內(nèi)核計(jì)算并將結(jié)果返回到 MATLAB 命令窗口。該軟件有三大特點(diǎn)：一是功能強(qiáng)大；二是界面友善、語(yǔ)言自然；三是開(kāi)放性強(qiáng)。目前，Mathworks 公司已推出30 多個(gè)應(yīng)用工具箱。MATLAB 在線性代數(shù)、矩陣分析、數(shù)值及優(yōu)化、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和隨機(jī)信號(hào)分析、電路與系統(tǒng)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、信號(hào)和圖像處理、控制理論分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、過(guò)程控制、建模和仿真、通信系統(tǒng)、以及財(cái)政金融等眾多領(lǐng)域的理論研究和工程設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。MATLAB 在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括符號(hào)運(yùn)算和數(shù)值計(jì)算仿真分析。由于信號(hào)與系統(tǒng)課程的許多內(nèi)容都是基于公式演算，而 MATLAB 借助符號(hào)數(shù)學(xué)工

6、具箱提供的符號(hào)運(yùn)算功能能基本滿足信號(hào)與系統(tǒng)課程的需求。例如，解微分方程、傅里葉正反變換、拉普拉斯正反變換、z 正反變換等。MATLAB 在信號(hào)與系統(tǒng)中的另一主要應(yīng)用是數(shù)值計(jì)算與仿真分析，主要包括函數(shù)波形繪制、函數(shù)運(yùn)算、沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)仿真分析、信號(hào)的時(shí)域分析、信號(hào)的頻譜分析、系統(tǒng)的 S 域分析、零極點(diǎn)圖繪制等內(nèi)容。數(shù)值計(jì)算仿真分析可以幫助學(xué)生更深入理解信號(hào)與系統(tǒng)的理論知識(shí)，并為將來(lái)使用第 3 頁(yè)MATLAB 進(jìn)行信號(hào)處理領(lǐng)域的各種分析和實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)2。2 基本理論基本理論2.1 FIR 濾波器濾波器FIR 濾波器：有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)濾波器，是數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中最基本的元件，它可以在保證任意幅

7、頻特性的同時(shí)具有嚴(yán)格的線性相頻特性，同時(shí)其單位抽樣響應(yīng)是有限長(zhǎng)的，因而濾波器是穩(wěn)定的系統(tǒng)。因此，F(xiàn)IR 濾波器在通信、圖像處理、模式識(shí)別等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。FIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的基本步驟如下：（1）確定指標(biāo)在設(shè)計(jì)一個(gè)濾波器之前，必須首先根據(jù)工程實(shí)際的需要確定濾波器的技術(shù)指標(biāo)。在很多實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字濾波器常常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)選頻操作。因此，指標(biāo)的形式一般在頻域中給出幅度和相位響應(yīng)。幅度指標(biāo)主要以兩種方式給出。第一種是絕對(duì)指標(biāo)。它提供對(duì)幅度響應(yīng)函數(shù)的要求，一般應(yīng)用于 FIR 濾波器的設(shè)計(jì)。第二種指標(biāo)是相對(duì)指標(biāo)。它以分貝值的形式給出要求。 （2）逼近 確定了技術(shù)指標(biāo)后，就可以建立一個(gè)目標(biāo)的數(shù)字濾波器

8、模型。通常用理想的數(shù)字濾波器模型。之后，利用數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)際濾波器模型來(lái)逼近給定的目標(biāo)。 （3）性能分析和計(jì)算機(jī)仿真上兩步的結(jié)果是得到以差分或沖激響應(yīng)描述的濾波器。根據(jù)這個(gè)描述就可以分析其頻率特性和相位特性，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果是否滿足指標(biāo)要求；或者利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的濾波器，再分析濾波結(jié)果來(lái)判斷。FIR 濾波器的設(shè)計(jì)問(wèn)題實(shí)際上是確定能滿足所要求的轉(zhuǎn)移序列或脈沖響應(yīng)的常數(shù)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)、頻率響應(yīng)法和等波紋最佳逼近法等。2.2 窗口設(shè)計(jì)法窗口設(shè)計(jì)法窗口設(shè)計(jì)法是一種通過(guò)截?cái)嗪陀?jì)權(quán)的方法使無(wú)限長(zhǎng)非因果序列成為有限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)序列的設(shè)計(jì)方法。通常在設(shè)計(jì)濾波器之前，應(yīng)該先根

9、據(jù)具體的工程應(yīng)用確定濾波器第 4 頁(yè)的技術(shù)指標(biāo)。在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字濾波器常常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)選頻操作，所以指標(biāo)的形式一般為在頻域中以分貝值給出的相對(duì)幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。窗口設(shè)計(jì)法步驟如下：（1）根據(jù)過(guò)渡帶寬及阻帶衰減要求，選擇窗函數(shù)的類型并估計(jì)窗口長(zhǎng)度 N。窗函數(shù)的類型可根據(jù)最小阻帶衰減 AS 獨(dú)立選擇。（2）根據(jù)待求濾波器的理想頻率響應(yīng)求出理想單位脈沖響應(yīng) hd(n)。（3）由性能指標(biāo)確定窗函數(shù) W(n)和長(zhǎng)度 N。（4）求得實(shí)際濾波器的單位脈沖響應(yīng) h(n)， h(n)即為所設(shè)計(jì) FIR 濾波器系數(shù)向量b(n)。 ( )( ).( )dh nh n W n (2.1)常見(jiàn)的窗函數(shù)性能表如下

10、圖1所示：圖1 常見(jiàn)窗函數(shù)性能表名稱濾波器過(guò)渡帶寬最小阻帶衰減名稱濾波器過(guò)渡帶寬最小阻帶衰減矩形1.8/M21dBPARZENWIN6.6/M56dB巴特利特6.1/M25dBFLATTOPWIN19.6/M108dB漢寧6.2/M44dBGAUSSWIN5.8/M60dB漢明6.6/M51dBBARTHANNWIN3.6/M40dB布萊克曼11/M74dBBLACKMANHARRIS16.1/M109dBBOHMANWIN5.8/M51.5dBCHEBWIN15.2/M113dBNUTTALLWIN15.4/M108dBTUKEYWIN2.4/M22dB第 5 頁(yè)2.3 TUKEYWINTU

11、KEYWIN 窗窗W=tukeywin(M)在數(shù)組 w 中產(chǎn)生 M 點(diǎn)的 Tukeywin 窗函數(shù)。由上表可知：Tukeywin 窗的濾波器的過(guò)濾帶寬為2.4/M，最小阻帶衰減 22db。利用 wvtool 可繪制出 Tukeywin 窗函數(shù)波形如圖 2：N=128;t=tukeywin(N);Wvtool(t); 圖 2 Tukeywin 窗函數(shù)波形 3 3 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟3.1 設(shè)計(jì)流程圖設(shè)計(jì)流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，首先自己錄制一段語(yǔ)音信號(hào)，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)加入噪聲干擾，再利用TUKEYWIN窗設(shè)計(jì)合理的 FIR 濾波器。最后用濾波器對(duì)干擾后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪。具體設(shè)計(jì)流程圖如下圖 3 所示

12、：開(kāi)始錄制段語(yǔ)音信號(hào)，命名為“speech_dft.wav” ，繪制出其時(shí)域波形和頻譜圖。第 6 頁(yè) NO YES 圖 3 設(shè)計(jì)流程圖 3.2 錄制音樂(lè)信號(hào)錄制音樂(lè)信號(hào)從電腦上錄制一段語(yǔ)音信號(hào)，并命名為“speech_dft.wav” 。在 Matlab 平臺(tái)下調(diào)用wavread 函數(shù)可采集到語(yǔ)音信號(hào)。運(yùn)行程序后得到的波形圖如圖 4 所示：加入噪聲干擾，繪制干擾后的時(shí)域波形和頻譜圖。利用 TUKEYWIN 窗設(shè)計(jì)合理的 FIR 濾波器。將干擾后的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)自己設(shè)計(jì)的濾波器，進(jìn)行濾波去噪。比較濾波前后的時(shí)域波形和頻譜圖，并回放語(yǔ)音信號(hào)，驗(yàn)證是否達(dá)到去噪效果。結(jié)束是否達(dá)到去噪 效果？第 7 頁(yè)圖

13、 4 原始音樂(lè)信號(hào)時(shí)域波形圖 畫出語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形；然后對(duì)語(yǔ)音號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到信號(hào)的頻譜特性，并將原始音樂(lè)信號(hào)的波形圖與加干擾后的波形圖進(jìn)行比較運(yùn)行程序后我們所得的波形圖如圖 5 所示：圖 5 干擾前后信號(hào)時(shí)域圖與頻譜圖的比較3.3 濾波器設(shè)計(jì)濾波器設(shè)計(jì) 濾波器的設(shè)計(jì)就是要找到一組能滿足特定濾波要求的系數(shù)向量 a 和 b，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)。在本次的課程設(shè)計(jì)中我所采用的就是利用TUKEYWIN窗函數(shù)來(lái)設(shè)計(jì) FIR 濾波器如圖 6 所示。第 8 頁(yè) 圖 6 設(shè)計(jì)的濾波器圖形3.4 信號(hào)濾波處理信號(hào)濾波處理 濾波器設(shè)計(jì)完成后，在 MATLAB 平臺(tái)上

14、用函數(shù) filter 實(shí)現(xiàn)濾波， 得到的濾波前后音樂(lè)信號(hào)的時(shí)域波形圖和頻譜圖對(duì)比圖如圖 7 所示： 第 9 頁(yè)圖 7 濾波前后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形圖和頻譜圖對(duì)比圖3.5 結(jié)果分析結(jié)果分析在 MATLAB 中，經(jīng)過(guò) sound(x,fs,bits)函數(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò)TUKEYWIN窗設(shè)計(jì)的 FIR 濾波器之后的音樂(lè)信號(hào)進(jìn)行回放，可以聽(tīng)出濾波之后的信號(hào)跟原始信號(hào)一樣清晰，完全濾除掉了噪聲的干擾，通過(guò)下面語(yǔ)句來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)回放比較： sound (y_fil,fs,bits); 播放濾波后的音樂(lè)信號(hào) sound(x,fs,bits);所得結(jié)果證明了用TUKEYWIN窗設(shè)計(jì)的 FIR 濾波器和音樂(lè)信號(hào)去噪設(shè)計(jì)

15、是成功的。4 出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法在本次課程設(shè)計(jì)中我遇到的問(wèn)題如下：第 10 頁(yè)1、不知道如何將音樂(lè)信號(hào)截?cái)喑勺约核璧拈L(zhǎng)度。2、對(duì)利用TUKEYWIN窗函數(shù)設(shè)計(jì) FIR 濾波器的設(shè)計(jì)步驟很生疏。3、在采用TUKEYWIN窗函數(shù)設(shè)計(jì)的 FIR 濾波器時(shí)得不到理想的濾波器，因而信號(hào)的恢復(fù)不是特別理想。 針對(duì)以上問(wèn)題，相應(yīng)的解決方案如下：1、向同學(xué)學(xué)習(xí)如何截取音樂(lè)。2、自己上網(wǎng)查閱資料，或向圖書(shū)館借閱資料，掌握利用TUKEYWIN窗函數(shù)設(shè)計(jì) FIR濾波器的方法和步驟。3、通過(guò)不斷設(shè)置參數(shù)的值，最終達(dá)到最理想的值，設(shè)計(jì)出理想的濾波器，使信號(hào)得到理想恢復(fù)。5 結(jié)束語(yǔ)本次的課程設(shè)計(jì)，我的任務(wù)是利用TUK

16、EYWIN窗函數(shù)設(shè)計(jì) FIR 濾波器對(duì)音樂(lè)信號(hào)濾波去噪。在本次課程設(shè)計(jì)之前，我對(duì)TUKEYWIN窗函數(shù)完全沒(méi)有了解，因此在看到這個(gè)題目時(shí)，我是一頭霧水。但是通過(guò)自己翻閱資料和詢問(wèn)同學(xué)，我掌握了用TUKEYWIN窗函數(shù)設(shè)計(jì) FIR 濾波器的方法步驟，了解了窗函數(shù)的基本設(shè)計(jì)流程。經(jīng)過(guò)這兩周的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了很多東西。我們通信工程專業(yè)是個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，而我們?cè)谛４蟛糠值膶W(xué)習(xí)時(shí)間都是花在理論學(xué)習(xí)上面，實(shí)踐的機(jī)會(huì)很少。因而我對(duì)很多所學(xué)的理論知識(shí)如何跟實(shí)踐聯(lián)系的概念很模糊，這次的課程設(shè)計(jì)給了我這個(gè)機(jī)會(huì)，加深了我對(duì)理論聯(lián)系實(shí)際的理解，增強(qiáng)了自己獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了自己的思維。還有讓我看

17、到了自己的不足，自己對(duì)本專業(yè)的相關(guān)知識(shí)掌握的還很少，還有很多知識(shí)都沒(méi)掌握，還讓我認(rèn)識(shí)到解決問(wèn)題的方法、途徑很多，做事要開(kāi)闊自己的思維，看待問(wèn)題要從多個(gè)角度看。在此我要感謝學(xué)校為我們提供這次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，感謝老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，也感謝同學(xué)對(duì)我的幫助。這次的課程設(shè)計(jì)讓我理論聯(lián)系實(shí)際，不僅鞏固了我們的理論知識(shí)，還提高了我的動(dòng)手能力，在這次課程設(shè)計(jì)中我所學(xué)到的知識(shí)是我的財(cái)富，讓我終身受益。第 11 頁(yè)參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1張志涌精通 MATLAB 6.5 版M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20032約翰普羅克斯數(shù)字信號(hào)處理M西安：西安交通大學(xué)出版社，20093張小虹信號(hào)系統(tǒng)與數(shù)字信號(hào)處理M第 1 版西安

18、：西安電子科技出版社，20024謝德芳數(shù)字信號(hào)處理M北京：科學(xué)出版社，20055郝建軍數(shù)字通信M第 2 版北京：北京郵電大學(xué)出版社，20106張威MATLAB 基礎(chǔ)與編程入門M西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010第 12 頁(yè)附錄一： 語(yǔ)音信號(hào)濾波去噪使用TUKEYWIN濾波器%程序功能：在 Matlab 中，用窗口設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì) FIR 濾波器%程序作者： %最后修改日期：%程序一： x,fs,bits=wavread(speech_dftwav);%讀取音樂(lè)信號(hào)sound(x,fs,bits);%播放音樂(lè)信號(hào)N=length(x);%計(jì)算音樂(lè)信號(hào)的長(zhǎng)度f(wàn)n=2136; % 單頻噪聲頻率t=0:

19、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(:,1); % 將雙聲道轉(zhuǎn)為單聲道y=x+sin(fn*2*pi*t);%添加噪聲sound(y,fs,bits);%播放干擾后的音樂(lè)信號(hào)，應(yīng)該可以明顯聽(tīng)出有尖銳的單頻嘯叫聲%程序二：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figure(1)subplot(2,2,1);plot(t,x);xlabel(時(shí)間(t);ylabel(幅度); title(原始語(yǔ)音信號(hào));axis(0,2.5,-

20、0.7,0.7);subplot(2,2,2);plot(f,X);xlabel(頻率(f);ylabel(幅度譜);title(原始語(yǔ)音信號(hào)幅度譜);axis(0,4000,0,300);subplot(2,2,3);plot(t,y);xlabel(時(shí)間(t);ylabel(幅度);title(加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào));axis(0,2.5,-0.7,0.7);subplot(2,2,4);plot(f,Y);xlabel(頻率(f);ylabel(幅度譜);title(加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào)幅度譜);axis(0,4000,0,300);%程序三：fpd=2000;fsd=2050;fsu=21

21、50;fpu=2200;% 帶阻濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo)Rp=1;As=22; % 通帶波紋和阻帶衰減 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，和頻率間隔第 13 頁(yè)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(2.4*pi/dw)+1; % 計(jì)算 Tukeywin 窗設(shè)計(jì)該濾波器時(shí)需要的階數(shù)n=0:M-1; % 定義

22、時(shí)間范圍w_tuk=tukeywin(M); % 產(chǎn)生 M 階的 Tukeywin 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_tuk.*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figure(2)subplot(2,2,1);plot(w/pi,db);xlabel(w/pi);ylabel(db);title(FIR 濾波器的幅度響應(yīng)圖);axis(0.3

23、0.7 -70 10);line(0,0.7,-1,-1,Color,r,LineWidth,2,LineStyle,-);line(0,0.7,-22,-22,Color,r,LineWidth,2,LineStyle,-);line(wsd/pi,wsd/pi,-70,10,Color,r,LineWidth,2,LineStyle,-);line(wsu/pi,wsu/pi,-70,10,Color,r,LineWidth,2,LineStyle,-);grid on;subplot(2,2,2);plot(w/pi,mag);xlabel(w/pi);ylabel(幅度 mag);ti

24、tle(FIR 濾波器的幅度響應(yīng)圖);axis(0 1 -0.2 1.2);grid on;subplot(2,2,3);plot(w/pi,pha);xlabel(w/pi);ylabel(相位 pha);title(濾波器相位響應(yīng)圖);axis(0 1 -4 4);grid on;subplot(2,2,4);stem(n,h_bs);xlabel(n);ylabel(h(n);title(濾波器脈沖響應(yīng)圖);grid on;%程序四：y_fil=fftfilt(h_bs,y); % 用設(shè)計(jì)好的濾波器對(duì) y 進(jìn)行濾波Y_fil=abs(fft(y_fil);Y_fil=Y_fil(1:N/

25、2); % 計(jì)算頻譜取前一半sound (y_fil,fs,bits);wavwrite(y_fil,fs,bits,1111 恢復(fù).wav); %保存恢復(fù)的語(yǔ)音信號(hào)wavwrite(y,fs,bits,1111 加噪.wav); %保存加噪的語(yǔ)音信號(hào)figure(3)subplot(3,2,1);plot(t,x);xlabel(時(shí)間(t);ylabel(幅度); title(原始語(yǔ)音信號(hào));axis(0,2.5,-0.7,0.7);subplot(3,2,2);plot(f,X);xlabel(頻率(f);ylabel(幅度譜);title(原始語(yǔ)音信號(hào)幅度譜);axis(0,4000,0

26、,300);subplot(3,2,3);plot(t,y);xlabel(時(shí)間(t);ylabel(幅度);title(加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào));axis(0,2.5,-0.7,0.7);subplot(3,2,4);plot(f,Y);xlabel(頻率(f);ylabel(幅度譜);title(加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào)幅度譜);axis(0,4000,0,300);subplot(3,2,5);plot(t,y_fil);xlabel(時(shí)間(t);ylabel(幅度); title(濾波后語(yǔ)音信號(hào));axis(0,2.5,-0.7,0.7);subplot(3,2,6);plot(f,Y_fil);xlabel(頻率(f