数字滤波器的设计

1绪论11课程设计背景数字滤波器是数字信号处理的基础，用来对信号进行过滤、检测与参数估计等处理，在通信、图像、语音、雷达等许多领域都有着十分广泛的应用。尤其在图像处理、数据压缩等方面取得了令人瞩目的进展和成就。由此可见，数字滤波器的设计尤为重要。目前数字滤波器的设计有许多现成的高级语言设计程序，但他们都存在设计效率较低，不具有可视图形，不便于修改参数等缺点，而MATLAB为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器。他以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个交互式的工作环境中。尤其是MATLAB工具箱使各个领域的研究人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。其中的信号处理工具箱、图像处理工具箱、小波工具箱等更是为数字滤波研究的蓬勃发展提供了可能。本次课程设计主要介绍基于MATLAB环境的IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的设计，然后将设计结果应用于语音信号的处理，针对处理结果进一步分析了滤波器性能的。12课程设计目的了解IIR、FIR数字滤波器的工作原理。掌握IIR、FIR数字滤波器的设计思路及方法步骤，学会设计各种低通、高通、带通滤波器。锻炼自己解决问题和动手能力。13课程设计内容131课程设计预习题1设计卷积运算的演示程序1可输入任意两个序列X1N、X2N，指定X1N为自己的学号X1N2,0,0,7,5,7,1,7,0,2,2,4。2X2N的内容和长度自选。例如X2N1,243,617,1293,2217,3225,4088,4587,4587,4088,3225,2217,1293,617,243,10000。3分别动态演示两个序列进行线性卷积X1NX2N和圆周卷积X1NX2N的过程；要求分别动态演示翻转、移位、乘积、求和的过程；4圆周卷积默认使用两个序列中的最大长度，但卷积前可以指定卷积长度N用以进行混叠分析；A改变圆周卷积长度N，根据实验结果分析2类卷积的关系。B在计算机操作系统下选一段声音文件XP系统在“CWINDOWSMEDIA”，读取文件取10MS的声音数据产生时域序列X1N,序列内容自定义。利用X2N1,243,617,1293,2217,3225,4088,4587,4587,4088,3225,2217,1293,617,243,1。利用FFT实现快速卷积，验证时域卷积定理，并与直接卷积进行效率对比（验证时采用MATLAB子函数）。2编写程序演示采样定理（时域采样、频谱周期延拓），同时演示采样频率小于2FC时，产生的混叠效应1对下面连续信号进行采样，A为幅度因学号，NANATUAETXATA,2,SIN00子，A为衰减因子，为模拟角频率，其中N为学号例如，王墨同学N232要求输入采样频率FS（根据程序处理需要指定范围）后，在时域演示信号波形、采样脉冲及采样后信号；在频域演示不同采样频率下对应信号的频谱。132课程设计题1利用WINDOWS下的录音机或其他软件，进行语音信号的采集（WAV）；2语音信号的频谱分析，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；3产生噪声信号并加到语音信号中，得到被污染的语音信号，并回放语音信号；4污染信号的频谱分析，画出被污染的语音信号时域波形和频谱；5根据有关的频谱特性，采用间接法设计IIR数字滤波器，并画出相应滤波器的幅频、相频图（设计3个IIR滤波器）A模拟滤波器类型切比雪夫滤波器（低通、带通、高通）B总体要求MATLAB原程序仿真波形技术指标6根据有关的频谱特性，采用直接法设计FIR数字滤波器，并画出相应滤波器的幅频、相频图（设计3个FIR滤波器）A滤波器类型KAISER窗（低通、带通、高通）B总体要求MATLAB原程序仿真波形技术指标窗函数7用自己设计的这些滤波器分别对被不同噪声污染的信号进行滤波；8分析得到信号的频谱，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；9回放语音信号。2课程设计的基本原理21IIR滤波器的设计原理IIR数字滤波器的设计一般是利用目前已经很成熟的模拟滤波器的设计方法来进行设计，通常采用模拟滤波器原型有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。IIR数字滤波器单位取样响应是时宽无限的HN，即。数字滤波器按照实现的方法和结构形式分为递归型或非递归型两类。递归型数字滤波器的当前输出YN是输入XN的当前值和以前各输入值XN，XN1，及以前各输出值YN，YN1，的函数。一个N阶递归型数字滤波器IIR滤波器的差分方程如公式21所示21NIMIINYANXBY10其中，式中的系数至少有一项不为零。说明必须将延时的输出序列进行反馈。递归系统的传统函数定义如公式22所示22NIIMIIZABZH10递归系统的传递函数HZ在Z平面上不仅有零点，而且有极点。非递归型数字滤波器当前的输出值YN仅为当前及以前的输入序列的函数，而与以前的各个输出值无关，因此从结构上看非递归系统没有反馈环路。IIR滤波器目前最通用的方法是利用已经很成熟的模拟滤波器的设计方法来进行设计。本次设计要求设计切比雪夫滤波器，下面介绍切比雪夫滤波器的设计原理。契比雪夫滤波器通带下降斜率大，在MATLAB下可使用CHEBY1函数设计出契比雪夫I型IIR滤波器。CHEBY1函数可设计低通、高通、带通和带阻契比雪夫I型滤IIR波器，其通带内为等波纹，阻带内为单调。契比雪夫I型的下降斜度比II型大，但其代价是通带内波纹较大。CHEBY1函数的用法为B,ACHEBY1N,RP,WN,/FTYPE/在使用CHEBY1函数设计IIR滤波器之前，可使用CHEBLORD函数求出滤波器阶数N和截止频率WN。CHEBLORD函数可在给定滤波器性能的情况下，选择契比雪夫I型滤波器的最小阶和截止频率WN。CHEBLORD函数的用法为N,WNCHEBLORDWP,WS,RP,RS其中WP和WS分别是通带和阻带的拐角频率（截止频率），其取值范围为0至1之间。当其值为1时代表采样频率的一半。RP和RS分别是通带和阻带区的波纹系数。22FIR滤波器的设计原理FIR数字滤波器的单位取样响应是时宽有限的HN，即。一个N阶的非递归型数字滤波器FIR滤波器的差分方程如公式23所示231010KNKNXBNXHNY差分方程式中的系数等于单位取样响应的序列值HN，其系统函数HZ可以表示为公式24所示的形式2410NKKZBHHZ是的多项式，因此它的极点只能在Z平面的原点上。FIR滤波器通常采用窗函数方法来设计。窗设计的基本思想是，首先选择一个适当的理想选频滤波器（它总是具有一个非因果，无限持续时间脉冲响应），然后街区（加窗）它的脉冲响应得到线性相位和因果FIR滤波器。我们用表示理想的选频滤波器，它在通带上具有单位增益和线性相位，在阻JWEHD带上具有零响应。一个带宽WC0X2X2MX21M1YNSUMX1X2IFNM3SUBPLOT7,1,4MNSTEMX2YLABELSHIFTENDNN1ENDSUBPLOT717STEMYYLABELYMATLAB软件仿真得圆周卷积图如图32所示图32圆周卷积图313卷积翻转求和设计卷积翻转求和的程序如下M1WAVREADCWINDOWSMEDIACHORDWAV,10M1M1M1M11,M2124361712932217322540884587458740883225221712936172431SUBPLOT711STEMM1YLABELX1NSUBPLOT712STEMM2YLABELX2NYCONVM1,M2SUBPLOT713STEMYYLABELYNMAXLENGTHM1,LENGTHM2X1FFTM1,25X2FFTM2,25SUBPLOT714STEMX1YLABELX1SUBPLOT715STEMX2YLABELX2Y1X1X2SUBPLOT716STEMY1YLABELY1Y2FFTYSUBPLOT717STEMY2YLABELY2MATLAB软件仿真得圆周卷积图如图33所示图33卷积翻转求和图32语音信号的采集及分析对于不同的滤波器，应当选取与之相应的语音信号，那样经过滤波器处理后的效果比较好。如采用“CWINDOWSMEDIADINGWAV”声作为语音信号，那么语音信号采样程序如下X,FS,BITSWAVREADCWINDOWSMEDIADINGWAVXX,1FIGURE1SUBPLOT2，1，1PLOTXSOUNDX,FS,BITSTITLE语音信号时域波形图YFFTX,600FFS/3001600SUBPLOT2，1，2PLOTF1300,ABSY1300TITLE语音信号频谱图经过MATLAB仿真软件运行后得到原始语音信号的时域波形和其频谱如下图34所示0123X104020150100500050101502低低低低低低低低低低0123X104051015202530低低低低低低低低图34原始语音信号时域波形和频谱图33加噪声干扰后的语音信号分析噪声可自行选择，不过干扰频率要选取适当，否则经过滤波器处理后不能得到较为理想的语音信号。加噪声干扰的程序如下X0,FS,BITSWAVREADCWINDOWSMEDIADINGWAVX0X0,1SOUNDX0,FS,BITSNLENGTHX0XFFTX0,600FFS/3001600T01/30000N1/30000NOISE1005COS2PI100TNOISEZEROS0,500,NOISE1NOISEFFTNOISE,1200SOUNDNOISE,FS,BITSSIGNALX0NOISESOUNDSIGNAL,FS,BITSSIGNALFFTSIGNAL,1200SUBPLOT321PLOTX0TITLE原始语音信号时域波形SUBPLOT322PLOTF1300,ABSX1300TITLE原始语音信号频谱SUBPLOT323PLOTNOISETITLE噪声信号时域波形SUBPLOT324PLOTF1300,ABSNOISE1300TITLE噪声信号频谱SUBPLOT325PLOTSIGNALTITLE受噪声污染后语音信号时域波形SUBPLOT326PLOTF1300,ABSSIGNAL1300TITLE受噪声污染后语音信号频谱用MATLAB软件运行以上程序得含噪声语音信号的时域波形和频谱图如图35所示0123X10402002低低低低低低低低低低0123X10402040低低低低低低低低0123X1040050005低低低低低低低低0123X10402040低低低低低低0123X10405005低低低低低低低低低低低低低低0123X104050100低低低低低低低低低低低低图35原始语音信号与加噪声语音信号34数字滤波器的设计341IIR数字滤波器的设计步骤（1）确定所需类型数字滤波器的技术指标；（2）按照双线性变换法或者脉冲响应不变法把给定的滤波器的边界频率转换成相应类型模拟滤波器的边界频率；（3）根据模拟滤波器技术指标设计为相应的模拟低通滤波器；（4）用（2）中所选的方法把模拟滤波器转换为数字滤波器；如果要设计的滤波器是高通、带通或带阻滤波器，则首先把它们的技术指标转化为模拟低通滤波器的技术指标，设计为数字低通滤波器，最后通过频率转换的方法来得到所要的滤波器。342FIR滤波器的窗函数设计步骤FIR滤波器的设计方法有许多种，如窗函数设计法、频率采样设计法和最优化设计法等。窗函数设计法的基本原理是用一定宽度窗函数截取无限脉冲响应序列获得有限长的脉冲响应序列，主要设计步骤为1通过傅里叶逆变换获得理想滤波器的单位脉冲响应HDN。2由性能指标确定窗函数WN和窗口长度N。3求得实际滤波器的单位脉冲响应HN，HN即为所设计FIR滤波器系数向量BN。35滤波处理语音信号在MATLAB中,函数SOUND可以对声音进行回放。其调用格式如下所示SOUNDX,FS,BITS，可以用来感觉滤波前后的声音信号有何变化。4设计程序的调试和运行结果41切比雪夫低通滤波器处理语音信号411切比雪夫低通滤波器的设计切比雪夫低通滤波器的各项技术指标如下所示FP1000FC800FK30000RP1RS10切比雪夫低通滤波器的设计程序如下所示FP1000FC800FK30000RP1RS10WP2PIFP/FKWS2PIFC/FKWAP2TANWP/2WAS2TANWS/2N,WCCHEB1ORDWAP,WAS,RP,RS,SB,ACHEBY1N,RP,WC,SBZ,AZBILINEARB,A,1H,WFREQZBZ,AZ,1024,FKPLOTW,ABSHTITLE切比雪夫低通滤波器的幅频特性AXIS05000012GRIDON经MATLAB软件运行得到切比雪夫低通滤波器的幅频特性如图41所示05001000150020002500300035004000450050000020406081低低低低低低低低低低低低低低图41切比雪夫低通滤波器幅频特性412切比雪夫低通滤波器对语音信号的处理程序见附录A。程序采用语音信号为CWINDOWSMEDIADINGWAV；程序采用噪声信号为NOISE1005COS2PI300TMATLAB软件仿真得到加噪声语音信号在经过滤波器处理前后的时域波形和频域图如图42所示图42切比雪夫低通滤波器对语音信号处理图42切比雪夫高通滤波器处理语音信号421切比雪夫高通滤波器的设计切比雪夫低通滤波器的各项技术指标如下所示FP1000FC800FK30000RP1RS10切比雪夫高通滤波器的设计程序如下所示FP1000FC800FK30000RP1RS10WP2PIFP/FKWS2PIFC/FKWAP2TANWP/2WAS2TANWS/2N,WCCHEB1ORDWAP,WAS,RP,RS,SCHEBY1N,AP,WS,BANDPASSB,ACHEBY1N,RP,WC,HIGH,SBZ,AZBILINEARB,A,1H,WFREQZBZ,AZ,1024,FKPLOTW,ABSHTITLE切比雪夫高通滤波器的幅频特性AXIS05000012GRIDON经MATLAB软件运行得到切比雪夫高通滤波器的幅频特性如图43所示05001000150020002500300035004000450050000020406081低低低低低低低低低低低低低低图43切比雪夫高通滤波器的幅频特性422切比雪夫高通滤波器对语音信号的处理程序见附录B。程序采用语音信号为CWINDOWSMEDIADINGWAV；程序采用噪声信号为NOISE1005COS2PI10TMATLAB软件仿真得到加噪声语音信号在经过滤波器处理前后的时域波形和频域图如图44所示图44切比雪夫高通滤波器对语音信号处理图43切比雪夫带通滤波器处理语音信号431切比雪夫带通滤波器的设计切比雪夫低通滤波器的各项技术指标如下所示FSL500FPL800FPU2500FSU3000FK20000RP1RS10切比雪夫带通滤波器的设计程序如下所示FSL500FPL800FPU2500FSU3000FK20000RP1RS10WP2PIFPL,FPU/FKWS2PIFSL,FSU/FKWAP2TANWP/2WAS2TANWS/2N,WCCHEB1ORDWAP,WAS,RP,RS,SB,ACHEBY1N,RP,WC,BANDPASS,SBZ,AZBILINEARB,A,1H,WFREQZBZ,AZ,1024,FKFIGURE1PLOTW,ABSHTITLE切比雪夫带通滤波器的幅频特性AXIS08000012GRIDON通过MATLAB软件运行以上程序得切比雪夫带通滤波器的幅频特性如图45所示0100020003000400050006000700080000020406081低低低低低低低低低低低低低低图45切比雪夫带通滤波器的幅频特性432切比雪夫带通滤波器对语音信号的处理程序见附录C。程序采用语音信号为CWINDOWSMEDIADINGWAV；程序采用噪声信号为NOISE005COS2PI150T003SIN2PI10TMATLAB软件仿真得到加噪声语音信号在经过滤波器处理前后的时域波形和频域图如图46所示图46切比雪夫带通滤波器对语音信号处理图44HAMMING窗函数的设计HAMMING窗函数的设计程序如下FS8000FP1000FC1200AS100AP1WP2PIFP/FSWS2PIFC/FSBTWSWPN0CEIL66PI/BT求滤波器长度NN0MODN01,2WCWPWS/2/PIHNFIR1N1,WC,HAMMINGNHDFFTHN,1024W_HAMHAMMINGNSTEMW_HAMTITLE哈明WN用MATLAB软件运行以上程序得到HAMMING窗如图47所示02040608010012014000102030405060708091低低WN图47哈明窗图形45HAMMING窗低通滤波器处理语音信号451HAMMING窗低通滤波器的设计HAMMING窗低通滤波器的各项设计指标如下所示FP7500,FC8500RP1RS10HAMMING窗低通滤波器的设计程序如下所示FP7500,FC8500WP2PIFP/FSWS2PIFC/FSBTWSWPN0CEIL66PI/BTNN0MODN01,2WCWPWS/2/PIHNFIR1N1,WC,HAMMINGNXCONVHN,XSOUNDX,FS,BITSX1FFTX,1200FREQZHN,1,512用MATLAB运行程序得哈明窗低通滤波器的幅频和相频图如图48所示001020304050607080916000400020000NORMALIZEDFREQUENCYRAD/SAMPLEPHASEDEGREES0010203040506070809115010050050NORMALIZEDFREQUENCYRAD/SAMPLEMAGNITUDEDB图48HAMMING窗低通滤波器幅频相频图452HAMMING窗低通滤波器对语音信号的处理程序见附录D。程序采用语音信号为CWINDOWSMEDIAWINDOWSXP注销音；程序采用噪声信号为ZS0005COS2PI10000T/1024在MATLAB环境下仿真得到加噪声语音信号在经过滤波器处理前后的时域波形和频域图如图49所示0246X10405005低低低低低低低低低0123X104050100低低低低低低低0246X10405005低低低低低低低低低低050001000002040低低低低低低低低低低0246X10405005低低低低低低低低050001000002040低低低低低低低低图49HAMMING窗低通滤波器对语音信号的处理图46HAMMING窗高通滤波器处理语音信号461HAMMING窗高通滤波器的设计HAMMING窗高通滤波器的各项性能指标如下所示FP2000,FS1500RP1RS10HAMMING窗低通滤波器的设计程序如下所示FP2000,FS1500WP2PIFP/FSWS2PIFS/FSBTWPWSN0CEIL66PI/BTNN0MODN01,2WCWPWS/2/PIHNFIR1N1,WC,HIGH,HAMMINGNXCONVHN,XX1FFTX,512SOUNDX,FS,BITSFREQZHN,1,512通过MATLAB运行程序得哈明窗高通滤波器的幅频如图410001020304050607080911500010000500005000NORMALIZEDFREQUENCYRAD/SAMPLEPHASEDEGREES0010203040506070809115010050050NORMALIZEDFREQUENCYRAD/SAMPLEMAGNITUDEDB图410HAMMING窗高通滤波器幅频相频图462HAMMING窗高通滤波器对语音信号的处理程序见附录E。程序采用语音信号为CWINDOWSMEDIAWINDOWSXP关机；程序采用噪声信号为ZS0008COS2PI400T/30000在MATLAB环境下仿真得到加噪声语音信号在经过滤波器处理前后的时域波形和频域图如图411所示02468X104101低低低低低低低低低0123X10402040低低低低低低低02468X104101低低低低低低低低低低0123X10402040低低低低低低低低低低02468X10401001低低低低低低低低0123X1040510低低低低低低低低图411HAMMING窗高通滤波器对语音信号的处理图47HAMMING窗高通滤波器处理语音信号471HAMMING窗带通滤波器的设计HAMMING窗带通滤波器的各项技术指标如下所示FP11000,FS1500FP21500,FS22000RP1RS10HAMMING窗带通滤波器的设计程序如下所示FP11000,FS1500FP21500,FS22000WS12PIFS1/FSWP12PIFP1/FSWP22PIFP2/FSWS22PIFS2/FSBT1WP1WS1N0CEIL66PI/BT1NN0MODN01,2WCWP1WS1/2/PI,WP2WS2/2/PIHNFIR1N1,WC,HAMMINGNXCONVHN,XSOUNDX,FS,BITSX1FFTX,1000FREQZHN,1,256用MATLAB运行以上程序得哈明窗带通滤波器的幅频和相频图如图412所示0010203040506070809110000500005000NORMALIZEDFREQUENCYRAD/SAMPLEPHASEDEGREES0010203040506070809115010050050NORMALIZEDFREQUENCYRAD/SAMPLEMAGNITUDEDB图412HAMMING窗带通滤波器幅频相频图472HAMMING窗高通滤波器对语音信号的处理程序见附录E。程序采用语音信号为CWINDOWSMEDIAWINDOWSXP电话拨入声；程序采用噪声信号为ZS0002COS2PI200T/30000002COS2PI4000T/30000在MATLAB环境下仿真得到加噪声语音信号在经过滤波器处理前后的时域波形和频域图如图413所示0051152X10401001低低低低低低低低低0200040006000800001020低低低低低低低0051152X10402002低低低低低低低低低低0200040006000800001020低低低低低低低低低低0051152X1040050005低低低低低低低低0200040006000800001020低低低低低低低低图413HAMMING窗带通滤波器对语音信号的处理图5课程设计的思考与体会51课程设计思考1双线性变换法中和之间的关系是非线性的，在实验中你注意到这种非线性关系了吗从哪几种数字滤波器的幅频特性曲线中可以观察到这种非线性关系答在频率和之间存在着严重的非线性，双线性变换消除混叠的这个特点是靠频率的严重非线性而得到的。从用双线性变换法设计的低通、高通和带通滤波器都可以观察到这种非线性关系。2能否利用公式完成脉冲响应不变法的数字滤波器设计为什么答能。因为在脉冲响应不变法的数字滤波器设计中，由一个较为复杂的模拟系统函数（或单位脉冲响应）求出数字滤波器的系统函数（或单位脉冲响应）是一个很麻烦的变换过程。因为乘积的Z变换并不等于各部分变换的乘积，所以在这里不宜采用级联分解。但各项和的Z变换是线性关系，因而用部分分式表达系统函数，特别适合于对复杂模拟系统的变换。所以，脉冲响应不变法的设计过程可以为HA（S）HA（T）HA（NT）H（Z）。52课程设计心得课程设计心得在两周的课程设计中，我体会到了做设计的艰辛与快乐，在我们坚持不懈的努力之下，在各位老师的帮助下，我终于在规定时间内，出色的完成了各项设计任务。刚开始设计时，我是迷茫的，不知道设计各种数字滤波器的基本原理，不知道设计数字滤波器的大致方向及步骤，查阅了部分书籍资料后，我对数字滤波器的设计有了最初的认识，要设计一个数字滤波器，首先要知道它的各项技术指标，然后先动手设计一个模拟滤波器，再将之转换成数字滤波器。对于无限长数字滤波器，常用巴特沃斯和切比雪夫来设计。而对于有现场数字滤波器，则常用矩形窗、汉宁（HANNING）窗、海明（HAMMING）窗、布莱克曼（BLACKMAN）窗、凯泽（KAISER）窗来设计。由于平时学的都是关于滤波器设计的理论知识，没有在实践中真正去设计滤波器，缺乏实践经验，而且对于MATLAB软件的使用也不熟练，所以我对设计滤波器所要用到的语句都不太了解，不过在我认真翻阅书籍及与同学讨论之后，我迅速熟悉了个条语句并投入到了课程设计的实践中。在设计过程中，由于要设计低通、高同、带通滤波器来处理加噪声的语音信号，所以原始语音信号和噪声信号的选择比较关键，要是原始语音信号和噪声信号选取不当，经过滤波器处理之后就不能恢复理想的原始语音信号。在我们不断尝试之下，最终选取受到了合适的语音信号和噪声信号，经过滤波器处理能得到理想的原始的语音信号。经过这次实习，我对数字信号处理这门课程有了进一步的认识，熟悉了各种数字滤波器的设计流程，对滤波器在实际生活中的运用也有了进一步的了解。这次课程设计让我深刻体会到了做设计的艰辛，要查阅很多相关的资料，解决很多难题，而且需要坚韧不拔的意志。最重要的是这次实习锻炼了我解决问题的能力，锻炼了我学习资料、应用资源的能力，更加锻炼了我的实际动手能力，这一点是最重要的，对我将来毕业找工作有很大的帮助。所以我十分感激带我们课程设计的各位老师，感谢他们的悉心教导。参考文献1丁玉美，高西全数字信号处理（第二版）M西安电子科技大学出版社，20021518，3212飞恩科技产品研究中心MATLAB7辅助信号处理与应用M电子工业出版社，2005375523韩利竹，王华MATLAB电子仿真与应用（第二版）M国防工业出版社，2003891004张森，张正亮，郝文化MATLAB仿真技术与实例应用教程M机械工业出版社，200475825王宏MATLAB65及其在信号处理中的应用M北京清华大学出版社，20045176李强,赵伟MATLAB数据处理与应用M北京国防工业出版社,20013350附录附录A切比雪夫低通滤波器处理信号切比雪夫低通滤波器处理信号采集信号并做相关分析X0,FS,BITSWAVREADCWINDOWSMEDIADINGWAVX0X0,1SOUNDX0,FS,BITSNLENGTHX0XFFTX0,600FFS/3001600T01/30000N1/30000NOISE1005COS2PI100TNOISEZEROS0,500,NOISE1NOISEFFTNOISE,1200SOUNDNOISE,FS,BITSSIGNALX0NOISESOUNDSIGNAL,FS,BITSSIGNALFFTSIGNAL,1200CHEB1ORD低通滤波器的设计FP1000FC800FK30000RP1RS10WP2PIFP/FKWS2PIFC/FKWAP2TANWP/2WAS2TANWS/2N,WCCHEB1ORDWAP,WAS,RP,RS,SB,ACHEBY1N,RP,WC,SBZ,AZBILINEARB,A,1H,WFREQZBZ,AZ,1024,FK滤波SIGNAL0FILTERBZ,AZ,SIGNALSIGNAL0FFTSIGNAL0,600SOUNDSIGNAL0,FS,BITS回放滤波的语音信号绘图SUBPLOT221PLOTSIGNALTITLE滤波前语音信号时域波形SUBPLOT222PLOTF1300,ABSSIGNAL1300TITLE滤波前语音信号频谱SUBPLOT223PLOTSIGNAL0TITLE滤波后语音信号时域波形SUBPLOT224PLOTF1300,ABSSIGNAL01300TITLE滤波后语音信号频谱附录B切比雪夫高通滤波器处理信号切比雪夫高通滤波器处理信号采集信号并做相关分析X0,FS,BITSWAVREADCWINDOWSMEDIADINGWAVX0X0,1SOUNDX0,FS,BITSNLENGTHX0XFFTX0,600FFS/3001600T01/30000N1/30000NOISE1005COS2PI100TNOISEZEROS0,500,NOISE1NOISEFFTNOISE,1200SOUNDNOISE,FS,BITSSIGNALX0NOISESOUNDSIGNAL,FS,BITSSIGNALFFTSIGNAL,1200CHEB1ORD高通滤波器的设计FP1000FC800FK30000RP1RS10WP2PIFP/FKWS2PIFC/FKWAP2TANWP/2WAS2TANWS/2N,WCCHEB1ORDWAP,WAS,RP,RS,SCHEBY1N,AP,WS,BANDPASSB,ACHEBY1N,RP,WC,HIGH,SBZ,AZBILINEARB,A,1H,WFREQZBZ,AZ,1024,FK滤波SIGNAL0FILTERBZ,AZ,SIGNALSIGNAL0FFTSIGNAL0,600SOUNDSIGNAL0,FS,BITS回放滤波的语音信号绘图SUBPLOT221PLOTSIGNALTITLE滤波前语音信号时域波形SUBPLOT222PLOTF1300,ABSSIGNAL1300TITLE滤波前语音信号频谱SUBPLOT223PLOTSIGNAL0TITLE滤波后语音信号时域波形SUBPLOT224PLOTF1300,ABSSIGNAL01300TITLE滤波后语音信号频谱附录C切比雪夫带通滤波器处理信号切比雪夫带通滤波器处理信号信号采集并分析X0,FS,BITSWAVREADCWINDOWSMEDIADINGWAVX0X0,1SOUNDX0,FS,BITSNLENGTHX0XFFTX0,600FFS/102411024T01/30000N1/30000NOISE005COS2PI6000T003SIN2PI300TNOISEZEROS0,100,NOISE1NOISEFFTNOISE,1200SOUNDNOISE,FS,BITSSIGNALX0NOISESOUNDSIGNAL,FS,BITSSIGNALFFTSIGNAL,1200CHEB1ORD带通滤波器的设计FSL500FPL800FPU2500FSU3000FK20000RP1RS10WP2PIFPL,FPU/FKWS2PIFSL,FSU/FKWAP2TANWP/2WAS2TANWS/2N,WCCHEB1ORDWAP,WAS,RP,RS,SB,ACHEBY1N,RP,WC,BANDPASS,SBZ,AZBILINEARB,A,1H,WFREQZBZ,AZ,1024,FK滤波SIGNAL0FILTERBZ,AZ,SIGNALSIGNAL0FFTSIGNAL0,1200SOUNDSIGNAL0,FS,BITS回放滤波后的语音信号绘图SUBPLOT221PLOTSIGNALTITLE滤波前语音信号时域波形SUBPLOT222PLOTF1300,ABSSIGNAL1300TITLE滤波前语音信号频谱SUBPLOT223PLOTSIGNAL0TITLE滤波后语音信号时域波形SUBPLOT224PLOTF1300,ABSSIGNAL01300TITLE滤波后语音信号频谱附录DHAMMING低通滤波器处理信号哈明窗低通滤波器处理信号X,FS,BITSWAVREADCWINDOWSMEDIAWINDOWSXP注销音XX,1YFFTX,3260FFS/163011630产生噪声信号并加到语音信号T0LENGTHX1ZS0005COS2PI10000T/1024ZSZEROS0,20000,ZS0ZS1FFTZS,1200X1XZSSOUNDX1,FS,BITSY1FFTX1,1200滤波FP7500,FC8500WP2PIFP/FSWS2PIFC/FSBTWSWPN0CEIL66PI/BTNN0MODN01,2WCWPWS/2/PIHNFIR1N1,WC,HAMMINGNXCONVHN,XSOUNDX,FS,BITSX1FFTX,1200绘图SUBPLOT321PLOTXSOUNDX,FS,BITSTITLE语音信号时域