对录制语音信号的采样和滤波处理.docVIP

数 字 信 号 处 理 期中作业 学号:XXXXXXX 姓名:XX. 题目:对录制语音信号的采样和滤波处理. 时间:XX年XX月.一、课题准备 安装所需的软件主要包括MATLAB,语音录制软件(我选择的是WaveCN 2.0.0.5正式版).安装好后录制一段效果不是很好的语音录制的语音格式选择wav格式.(便于在MATLAB中可以用一个常用的wavread（）函数将语音信号数字化。 查阅相关MATLAB的资料,搜集并记录所需滤波器的算法的调用方法.(在这次课题中我采用的是巴特沃斯滤波器.) 二、课题目的 1．通过课余的自我的学习MATLAB的使用，加深对书本理论知识的理解，提升自身的实际应用能力； 2．巩固所学的数字信号处理理论知识，让自己对信号的采集、处理、传输、显示和存储等有一个系统 性的掌握和理解； 3．培养自我学习的能力和对相关课程的兴趣； 三、课题内容 录制一段 个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在根据自己给定滤波器的性能指标，采用双线性变换设计滤波器；然后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；回放语 音信号。 四、具体实现 1．语音信号的采集 利用WaveCN录音机，录制一段自己的话音，时间在10 s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。通过wavread函数的使用，我们很快理 解了采样频率、采样位数等概念。 2．语音信号的频谱分析 首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性， 从而加深对频谱特性的理解。 3．语音的滤波 利用巴特沃斯低通滤波器滤去带外的噪声。 语音处理前后的对比。 五、实验程序部分以及图形部分 %画原始信号的时域波形图。 fs=22050; x1=wavread(test); sound(x1,22050); y1=fft(x1,1024); f=fs*(0:511)/1024; figure(1); plot(x1); title(原始语音信号); xlabel(time); ylabel(幅值 n); axis([4*10^4,10^5,-2,2]); 图像如下： %画原语音信号的频谱图。 figure(2); subplot(2,1,1); plot(abs(y1(1:512))); title(原始信号FFT频谱); subplot(2,1,2); plot(f,abs(y1(1:512))); title(原始信号频谱); xlabel(Hz); ylabel(幅值); 图像如下： %画巴特沃斯图 fs=22050;x1=wavread(test.wav); t=0:1/22050:(size(x1)-1)/22050; wp=0.25*pi;ws=0.3*pi;Rp=1;Rs=15; Fs=22050;Ts=1/Fs; wp1=2/Ts*tan(wp/2); %将模拟指标转换成数字指标 ws1=2/Ts*tan(ws/2); [N,Wn]=buttord(wp1,ws1,Rp,Rs,s); %选择滤波器的最小阶数 [Z,P,K]=buttap(N); %创建butterworth模拟滤波器 [Bap,Aap]=zp2tf(Z,P,K);[b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn); [bz,az]=bilinear(b,a,Fs); %用双线性变换法实现模拟滤波器到数字滤波器的转换 [H,W]=freqz(bz,az); %绘制频率响应曲线 figure(1);plot(W*Fs/(2*pi),abs(H));grid xlabel(频率／Hz);ylabel(频率响应幅度);title(Butterworth) 图像如下： %画滤波前的时域波形 f1=filter(bz,az,x1); figure(2);subplot(2,1,1);plot(t,x1); %画出滤波前的时域图 title(滤波前的时域波形); %画滤波后的时域波形 subplot(2,1,2);plot(t,f1); %画出滤波后的时域图 title(滤波后的时域波形); 图像如下： %画滤波前的频谱 F0=fft(f1,1024);f=fs*(0:511)/1024; figure(3) y2=fft(x1,1024); subplot(2,1,1);plot(f,abs(y2(1:512))); %画出滤波前的频谱图 title(滤波前的频谱);