数字信号处理课程设计报告

数字信号处理课程设计课程题目：基于matlab的语音信号滤波处理学院：专业：班级：学生姓名：学号：指导老师：目录1.摘要…………………32.设计目的…………….33.设计内容……............34.实验内容……...........31.语音信号采集…………………32.语音信号的频谱分析…………43.用滤波器对语音信号进行滤波…6㈠设计低通滤波器对音频信号滤波……6㈡设计高通滤波器对音频信号滤波……7㈢设计带通滤波器对音频信号滤波……95、参考文献…………116实验心得1.摘要：本课程设计介绍了基于Matlab的对语音信号采集、处理及滤波器的设计，并使之实现的过程。理解与掌握课程中的根本概念、根本原理、根本分析方法，用Matlab进行数字音信号处理，并阐述了课程设计的具体方法、步骤和内容。综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计，通过理论推导得出相应的结论，并利用Matlab作为工具进行实现，从而复习稳固课堂所学的理论知识，提高对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现对数字信号的处理。此外，系统实现了对语音信号处理的整体过程，从语音信号的采集到分析、处理、频谱分析、显示和储存。2.设计目的:〔1〕学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法；〔2〕掌握在Windows环境下语音信号采集的方法；〔3〕掌握数字信号处理的根本概念、根本理论和根本方法；〔4〕掌握MATLAB设计FIR滤波器；〔5〕学会用MATLAB对信号进行分析和处理3.设计内容:设计任务：1.录制声音信；2.设计滤波器；3.用设计的滤波器进行滤波；4回放声音信号设计要求：1.选一段4s左右的语音信号,并对录制的信号进行50255Hz采样，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。2用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波,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比照,分析信号的变化。3回放语音信号4．实验内容：1、语音信号的采集：选择一音频信号,时间在几秒内。然后在Matlab软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。用matlab翻开语音文件D:\linzhidan.wav2.语音信号的频谱分析：首先画出语音信号的时域波形，然后对语音信号进行频谱分析。在Matlab中,可以利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性。[x1,Fs,bits]=wavread('D:\linzhidan.wav);%sound(y,Fs,bits);figure(1);plot(x1);%做原始语音信号的时域图形title('原始语音信号');xlabel('timen');ylabel('yinliangn');figure(2);y1=fft(x1);%做length(x1)点的FFTy1=fftshift(y1);%平移，是频率中心为0derta_Fs=Fs/length(x1);%设置频谱的间隔，分辨率plot([-Fs/2:derta_Fs:Fs/2-derta_Fs],abs(y1));%画出原始语音信号的频谱图title('原始语音信号的频谱');gridon;3.用滤波器对语音信号进行滤波设计滤波器对采集的信号进行滤波,比拟滤波前后语音信号的波形及频谱。要求自己确定滤波器的性能指标，用冲激响应不变法、双线性变换法或窗函数法设计3种滤波器：低通、高通和带通滤波器。〔1〕.低通滤波器[y,fs,bits]=wavread('D:\linzhidan.wav');sound(y,fs,bits);Y=fft(y,4096);fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=6000;wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs;[N,wn]=buttord(wc,wp,Ap,As);[b,a]=butter(N,wn);figure(1);freqz(b,a,512,fs);x=filter(b,a,y);X=fft(x,4096);figure(2);subplot(2,1,1);plot(abs(Y));axis([0,4000,0,3]);title('滤波前信号频谱');subplot(2,1,2);plot(abs(X));axis([0,4000,0,3]);title('滤波后信号频谱');sound(x,fs,bits);〔2〕高通滤波：[y,fs,bits]=wavread('D:\linzhidan.wav');sound(y,fs,bits);Y=fft(y,4096);fp=3500;fc=2800;As=100;Ap=1;fs=10000;wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs;[N,wn]=buttord(wc,wp,Ap,As);[b,a]=butter(N,wn,'high');figure(1);freqz(b,a,512,fs);x=filter(b,a,y);X=fft(x,4096);figure(2);subplot(2,1,1);plot(abs(Y));axis([0,4000,0,3]);title('滤波前信号频谱');subplot(2,1,2);plot(abs(X));axis([0,4000,0,3]);title('滤波后信号频谱');sound(x,fs,bits);〔3〕带通滤波：源程序：[y,fs,bits]=wavread('D:\linzhidan.wav');sound(y,fs,bits);Y=fft(y,4096);fp1=1000;fp2=3500;fc1=1200;fc2=2800;As=100;Ap=1;fs=8000;wc1=2*fc1/fs;wc2=2*fc2/fs;wp1=2*fp1/fs;wp2=2*fp2/fs;wp=[wp1,wp2];wc=[wc1,wc2];[N,wn]=buttord(wc,wp,Ap,As);[b,a]=butter(N,wn);figure(1);freqz(b,a,512,fs);x=filter(b,a,y);X=fft(x,4096);figure(2);subplot(2,1,1);plot(abs(Y));axis([0,4000,0,3]);title('滤波前信号频谱');subplot(2,1