基于m的atlab的数字滤波器设计及其对语音信号的应用.doc

题目2：基于Matlab的数字滤波器设计及其对语音信号的应用 ?一． 课程设计的目的： 1．掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法； 2．掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法； 3．掌握在Windows环境下语音信号采集以及时域、频域分析； 4．学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法； 5．学会用MATLAB对信号进行分析和处理。 二．?????????? 课程设计内容： 1．录制一段自己的语音信号,对录制的信号进行采样; 2．画出采样后语音信号的时域波形和频谱图; 3．给定滤波器的性能指标,采matlab设计数字滤波器,并画出滤波器的频率响应; 4．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对比,分析信号的变化; 5．回放语音信号。 三．.滤波器设计方法综述： (1)直接设计数字滤波器 ? (2)脉冲相应不变法 ? (3)双线性变换 ? (4)使用matlab6下的Filter Designed Tool3．利用Matlab设计数字滤波器的方法： 设计思路：首先将数字高通滤波器的技术指标转化为模拟滤波器的技术指标，再采用Buttetworth逼近的方法求得其系统函数H(S)，再利用冲激响应不变法将模拟滤波器的系统函数H(s)变为相应的数字滤波器的系统函数H(Z)，然后用MATALB进行仿真，然后确定数字滤波器的结构。 ? ? 四.设计任务及步骤： 1.语音信号的采集 方法一：通过开始—程序—附件—娱乐—录音机,录制一段自己的话音。 方法二：或利用老师给的语音，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。函数：wavrecord(2*fs,fs) ? 程序如下： [y,fs,bite]=wavread(1.wav); sound(y) wavrecord(2*fs,fs); fft(y); Y=fft(y); fp=1000; fr=1200;as=40;ap=1; [N, Wn] = BUTTORD(2*fp/fs, 2*fr/fs, ap, as); [B,A] = BUTTER(N,Wn); 2．语音信号的频谱分析 要求画出语音信号的时域波形;然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性。fft 程序如下： [y,fs,bite]=wavread(1.wav); sound(y); Y=fft(y); mag=abs(Y);? phase=angle(Y); phase=phase*180/pi; dB=20*log10(abs(Y)+eps); t=(0:length(y)-1)/fs; figure(1) subplot(221);plot(t,y);title(波形图);xlabel(时间(s));ylabel(幅度); f=(1:length(Y))*fs/length(Y); subplot(222);plot(f,mag);title(幅度谱);xlabel(频率(Hz));ylabel(频谱幅度); subplot(223);plot(f,phase);title(相位谱);xlabel(频率(Hz));ylabel(频谱相位); subplot(224);plot(f,dB);title(对数幅度谱);xlabel(频率(Hz));ylabel(频谱幅度(dB)); x1=wavread(f:\s1.wav); %读取语音信号的数据，赋给变量x1 3．设计数字滤波器，画出其频率响应曲线 各滤波器的性能指标： (1)低通滤波器性能指标　fp＝1000Hz, fs＝1200Hz, As＝40dB, Ap＝1dB。 (2)高通滤波器性能指标　fs＝4000Hz, fp＝4300Hz, As＝40dB, Ap＝1dB (3)带通滤波器性能指标　fp1＝1200 Hz, fp2＝3 000 Hz, fs1＝1000 Hz, fs2＝3200 Hz, As＝40dB, Ap＝1dB。 要求： (1)频率变换法设计IIR滤波器： 可以利用函数butter、cheby1、cheby2和ellip等设计。 (2)(选做)设计IIR滤波器：用双线性变换法设计上面要求的3种滤波器。bilinear (3)(选做)设计FIR滤波器：用窗函数法设计上面要求的3种滤波器。可以利用函数fir1设计FIR滤波器。 (4)函数freqz画出各滤波器的频率响应。 低通滤波器： 1(频率变换法设计IIR滤波器)butter函数 [y,fs,bit]=wavread(1); fp=1000; fr=1200; ap=1; as=40; [n,fn]= buttord(fp/(fs/2),fr/(f