畢業(yè)設計演示ppt-基于matlab的語音濾波器設計

1、基于MATLAB的語音濾波器設計論文作者： 嚴忠晨指導老師： 葉彪明班級： 電氣084班院系： 電力工程學院學校： 南京師范大學泰州學院語音信號的錄制MATLAB程序設計兩種數(shù)字濾波器的對比分析 論文成果論文結(jié)構(gòu)數(shù)字信號處理1MATLAB介紹2數(shù)字濾波器介紹3數(shù)字濾波器程序設計4緒論數(shù)字信號處理概述什么是數(shù)字信號處理？什么是數(shù)字信號處理？ 數(shù)字信號處理，就是以數(shù)值計算的方法對信號進行采集、變換、綜合、估計與識別等加工處理。借以達到提取信息和便于應用的目的。 數(shù)字信號處理含義 廣義的理解:數(shù)字信號處理技術Digital Signal Processing DSP狹義的理解:數(shù)字信號處理器Digi

2、tal Signal Processor。數(shù)字信號處理學科信號的采集。離散信號的分析。離散時間線性時不變系統(tǒng)分析。數(shù)字濾波技術。信號的建模。信號估計理論。譜分析理論。信號處理中的特殊算法。數(shù)字信號處理的實現(xiàn)。數(shù)字信號處理的應用。 數(shù)字信號處理特點精度高。靈活性強?？煽啃院谩Ｈ菀状笠?guī)模集成。時分復用。多維處理。數(shù)字信號處理實現(xiàn)方法通用計算機軟件特殊用途 芯片 通用芯片 單片機 MATLAB概述MATALB簡介可交互使用解釋執(zhí)行的計算機編程語言 直觀的數(shù)學表達式描述問題 解決工程技術問題的計算平臺。 矩陣實驗室未來() 主包各類工具箱構(gòu)成 MATrix LABoratory MathWorks M

3、ATALB特點基本數(shù)據(jù)類型是雙精度的、無需定義的、下標從1開始的復數(shù)矩陣。 有命令行操作（像一個高級計算器）和編程執(zhí)行兩種使用方法，分別適用于簡單的草稿式計算和復雜的應用開發(fā)。 絕大多數(shù)MATLAB函數(shù)的輸入輸出參數(shù)個數(shù)都是可變的，調(diào)用函數(shù)時輸入輸出參數(shù)的個數(shù)不同，函數(shù)完成的功能會有一定的差異。操作界面友好，編程語言簡練，算法高效準確，圖形顯示和數(shù)據(jù)可視化功能強大。 幫助系統(tǒng)非常完善，內(nèi)容包括各個組件的入門指南、完全用戶手冊和示例演示等，且有多種獲取和使用幫助的簡便方法。 采用開放性結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設計。 MATALB構(gòu)成集成開發(fā)環(huán)境數(shù)學函數(shù)庫MATLAB語言句柄圖形系統(tǒng) 應用程序接口庫（APIs）和

4、MATLAB編譯器 VIVIIIIIISignal Processing Toolbox提供的具體功能 大量的信號和線性系統(tǒng)模型；數(shù)字及模擬濾波器設計、分析及實現(xiàn)，包含幅值、相位、零極點、脈沖響應及階躍響應等；方便的FFT、DCT、Hilbert及其他變換；統(tǒng)計信號處理，用統(tǒng)計方法進行時間序列數(shù)據(jù)建模及譜分析；多速率信號處理；波形生成、窗口生成，以及集成的圖形界面用于濾波器設計、分析、譜分析及信號的可視化測量。 濾波器設計與分析工具FDATool FDATool主窗口信號頻譜分析和濾波設計工具SPTool SPTool主窗口數(shù)字濾波器概述數(shù)字濾波器概述什么是數(shù)字 濾波器？什么是數(shù)字 濾波器？

5、數(shù)字濾波器的實質(zhì)是用一有限精度算法實現(xiàn)的離散時間線性時不變系統(tǒng)，以完成對信號進行濾波處理的功能。 數(shù)字濾波器分類功能低通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器全通濾波器各類理想數(shù)字濾波器的頻率特性無限沖激響應 （IIR）數(shù)字濾波器 有限沖激響應 （FIR）數(shù)字濾波器 如果按實現(xiàn)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)或單位沖激響應的時長。怎么分類呢？數(shù)字濾波器基本原理 離散LSI系統(tǒng)對信號的相應過程實際上就是對信號進行濾波的過程。因此，離散LSI系統(tǒng)又稱為數(shù)字濾波器。 一個離散LSI系統(tǒng)可以用系統(tǒng)函數(shù)來表示： 也可以用查分方程來表示： 當 至少有一個不為0時，則在有限z平面上存在極點，表達的是一個IIR數(shù)字濾波器 當 全都為

6、0時，系統(tǒng)不存在極點，表達的是一個FIR數(shù)字濾波器 FIR數(shù)字濾波器可以看成是IIR數(shù)字濾波器的ak全都為0時的一個特例。 數(shù)字濾波器實現(xiàn)軟、硬件實現(xiàn)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)形式IIR、FIR的系統(tǒng)函數(shù)IIR濾波器基本結(jié)構(gòu)FIR濾波器基本結(jié)構(gòu)數(shù)字濾波器設計步驟 用一個因果的穩(wěn)定的系統(tǒng)函數(shù)逼近性能要求。 按照實際需要確定濾波器的性能要求 用有限精度的運算實現(xiàn)系統(tǒng)函數(shù)。 數(shù)字濾波器主要技術指標數(shù)字濾波器主要性能指標特征 頻率增益與損耗阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)靈敏度群延時系數(shù)IIR濾波器設計方法模擬原型法（chebyshev為例）模擬濾波器到數(shù)字濾波器的變換模擬域頻率變換設計模擬原型濾波器選擇濾波器階數(shù)利用沖激響應不變法

7、實現(xiàn)的函數(shù)impinvar 低通到帶阻模擬濾波器變換函數(shù)lp2bsChebyshev型模擬濾波器原型函數(shù)cheb1ap 選擇Chebyshev型濾波器階數(shù)的函數(shù)cheb1ord FIR濾波器設計方法窗函數(shù)法常用窗函數(shù)巴特利特窗 矩形窗漢寧窗（FIR低通） 海明窗 凱澤窗 （FIR帶阻）布萊克窗 窗函數(shù)設計五步驟給定所要求的頻率響應函數(shù)Hd(ej)對該頻率響應函數(shù)做傅立葉逆變換，求取理想濾波器的單位沖激響應Hd(n)由過渡帶寬和阻帶最小衰減等指標要求，選取窗函數(shù)類型及窗的長度 求得所設計FIR濾波器的單位沖激響應H(n) =Hd(n) *w(n)計算頻率響應函數(shù)H(ej)，并檢驗其是否滿足性能要求數(shù)字濾波器的設計數(shù)字語音波形圖及頻譜圖程序設計數(shù)字濾波器語音信號采集和分析IIR低通帶阻FIR低通帶阻兩種低通濾波器的幅頻特性低通濾波器濾除白噪聲前后對比兩種低通濾波器相頻特性對比加入單頻噪聲后語音信號圖兩種帶阻濾波器的幅頻特性帶阻濾波器濾除單頻噪聲前后對比兩種帶阻濾波器相頻特性對比IIR和FIR數(shù)字濾波器比較 FIR階 數(shù)很高 IIR保留模擬濾波器特性，應用很廣 FIR保證精確、