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数字信号处理课程设计报告 学院：电子信息学院 班级：通信131 姓名：*** 2016年 月 日  目录 一、设计目的 2 二、设计要求及任务 3 2.1 语音信号的采集 3 2.2 语音信号的频谱分析； 3 三、课程设计平台 3 四、设计原理与计算方法 4 4.1卷积运算 4 4.2 采样定理 4 五、设计内容 5 5.1利用带阻滤波器的进行滤波的具体步骤 5 5.1.1语音信号的录入与提取 5 5.1.2加入噪声信号 6 5.1.3 语音信号和噪声信号相加 8 5.1.4滤波器设计 9 5.1.5对信号进行滤波 11 5.2利用低通滤波器进行滤波 12 六：总结 14 一、设计目的 1、学会MATLAB的使用，掌握MATLAB程序设计方法； 2、掌握在Windows环境下语言信号采集的方法； 3、掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法； 4、掌握MATLAB设计IIR数字滤波器的方法； 5、学会用MATLAB对信号进行分析和处理；本设计利用计算机Windows下的录音机录入一句语音信号，然后加入一干扰信号，在熟悉数字信号处理课程理论的基础上，通过MATLAB仿真实现语音信号的采集与处理，进一步加深对数字信号处理理论和技术的掌握。、课程设计平台 计算机、MATLAB6.5以上卷积运算卷积和乘积运算在频域和时域是一一对应的，两个信号在时域的卷积可以转化为求两者在频域的乘积后再反变换，同理在频域的卷积等时域的乘积。而信号的频域求解有快速傅里叶FFT算法。 卷积与傅里叶变换有着密切的关系。利用一点性质，即两函数的傅里叶变换的乘积等于它们卷积后的傅里叶变换，能使傅里叶分析中许多问题的处理得到简化。 由卷积得到的函数f*g 一般要比f 和g 都光滑。特别当g 为具有紧支集的光滑函数，f 为局部可积时，它们的卷积f * g 也是光滑函数。利用这一性质，对于任意的可积函数f，都可以简单地构造出一列逼近于f 的光滑函数列，这种方法称为函数的光滑化或正则化。 卷积的概念还可以推广到数列、测度以及广义函数上去。 采样定理 采样定理，又称香农采样定理，奈奎斯特采样定理，是信息论，特别是通讯与信号处理学科中的一个重要基本结论E.T.Whittaker(1915年发表的统计理论),克劳德·香农与Harry Nyquist都对它作出了重要贡献。另外V.A.Kotelnikov也对这个定理做了重要贡献。 　采样是将一个信号（即时间或空间上的连续函数）转换成一个数值序列（即时间或空间上的离散函数）。采样定理指出，如果信号是带限的，并且采样频率高于信号带宽的两倍，那么，原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。 带限信号变换的快慢受到它的最高频率分量的限制，也就是说它的离散时刻采样表现信号细节的能力是有限的。采样定理是指，如果信号带宽不到采样频率的一半（即奈奎斯特频率），那么此时这些离散的采样点能够完全表示原信号。高于或处于奈奎斯特频率的频率分量会导致混叠现象。大多数应用都要求避免混叠，混叠问题的严重程度与这些混叠频率分量的相对强度有关。 figure(1) subplot(2,1,1); N=length(x); T=1/fs; t=0:T:(N-1)*T; %时间间隔 plot(t,x) %以时间为横轴，x为纵轴画图 title(原语音信号时域分析)%图形命名 xlabel(t(s)) ylabel(x) 以上为时域分析，接下来为频域分析 f=(0:N-1)*fs/N; X=fft(x); subplot(2,1,2) plot(f,abs(X)) axis([0 25000 0 60]); title(原语音信号频域分析) xlabel(f(Hz)) ylabel(X) 语音信号图形： 5.1.2加入噪声信号 在此选择余弦函数作为噪声信号，因为正弦和余弦函数的频域为两条竖直的线，便于滤波 实验代码： y=0.003*sin(50000*t); y1=[y y];%对噪音信号进行转换，便于信号相加（见下图有说明） Y=fft(y); figure(2) subplot(2,1,1) plot(t,y) title(干扰信号时域波形) xlabel(t(s)) ylabel(y=0.003*sin(50000*t)) Y=fft(y); subplot(2,1,2) plot(f,abs(Y)) axis([0 25000 0 60]);%取在语音信号范围内的噪声信号 title(干扰信号频域波