数字滤波器及在语音信号分析中的作用_数字信号处理毕业设计.docVIP

PAGE   PAGE \* MERGEFORMAT 3 课 程 设 计 报 告 课程名称 数字信号处理 课题名称 数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用 专 业 通信工程 班 级 通信工程1101 《数字信号处理》课程设计任务书 一 、设计目的 综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用 MATLAB 作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。 二、设计要求 1、 MATLAB 的使用，掌握 MATLAB 的程序设计方法。 2、 Windows 环境下语音信号采集的方法。 3、数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。 4、TLAB 设计 FIR 和 nR 数字滤波器的方法。 5、用 MATLAB 对信号进行分析和处理 6、计报告4000以上，含程序设计说明，用户使用说明，源程序清单及程序框图。 7、机演示。 8、有详细的文档。文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相应的分析与结论。 三、进度安排 第一周 星期一： 课题讲解，查阅资料 　 星期二: 总体设计，详细设计 星期三： 编程，上机调试、修改程序 星期四： 上机调试、完善程序 星期五： 答辩 星期六-星期天：撰写课程设计报告 附： 课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。 正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。 正文的内容:一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分；三、主要功能的实现；四、程序调试；五、总结；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）；七、评分表。 目 录  TOC \o 1-2 \h \z \u 1、 课题的主要功能 1 1.1 问题描述 1 1.2 功能要求 1 2、课题的功能模块的划分 2 3、 滤波器实现的原理 3 3.1 FIR滤波器 3 3.2 窗函数设计法 3 4、 程序调试 4 4.1 对原始信号进行时域和频域的分析 4 4.2 含噪语音信号的合成 5 4.3 数字滤波器的设计及滤波 8 5、 总结 16 6、 附件 16 7、评分表 21   PAGE 21 课题的主要功能 1.1 问题描述 语音信号采集（每个同学必须录制本人的语音信号） 录制一段课程设计学生的语音信号并保存为文件，要求长度不小于10秒，并对录制的信号进行采样；录制时可以使用Windows自带的录音机，或者使用其它专业的录音软件，录制时需要配备录音硬件（如麦克风），为便于比较，需要在安静、干扰小的环境下录音。 语音信号分析 使用MATLAB绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图。根据频谱图求出其带宽，并说明语音信号的采样频率不能低于多少赫兹。 含噪语音信号合成 在MATLAB软件平台下，给原始的语音信号叠加上噪声，噪声类型分为如下几种：（1）白噪声；（2）单频噪色（正弦干扰）；（3）多频噪声（多正弦干扰）；（4）其它干扰，可设置为低频、高频、带限噪声，或Chirp干扰、冲激干扰。绘出叠加噪声后的语音信号时域和频谱图，在视觉上与原始语音信号图形对比，也可通过Windows播放软件从听觉上进行对比，分析并体会含噪语音信号频谱和时域波形的改变。 1.2 功能要求 　　 给定滤波器的规一化性能指标（参考指标,实际中依据每个同学所叠加噪声情况而定）例如：通带截止频率wp=0.25*pi, 阻通带截止频率ws=0.3*pi; 通带最大衰减Rp=1 dB; 阻带最小衰减Rs=15 dB。 　　采用窗函数法（至少采用两种以上不同的窗函数）分别设计各型FIR滤波器（低通、高通、带通、带阻中的至少3种类型）来对叠加噪声前后的语音信号进行滤波处理，绘出滤波器的频域响应，绘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；在相同的性能指标下比较各方法的滤波效果，并从理论上进行分析（或解释）。 　　 2、课题的功能模块的划分 根据设计的要求，首先自己录制一段语音信号，对语音信号加入噪声干扰，再利用矩形窗和哈明窗设计合理的FIR滤波器。最后用滤波器对干扰后的语音信号进行滤波去噪。具体设计流程图如图所示： 开始 录制段语音信号，命名为“录音.wav”，绘制出其时域波形和频谱图。 加入噪声干扰，绘制干扰后的时域波形和频谱图。