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课程设计(论文) 题 目 语音信号处理 姓 名 学 号 指 导 老 师 指导教师职称 讲师 年级专业班级 12信息与计算科学（1,2）班 所 在 学 院 理学院 2015年7 月 1日 目录 目录 I 摘要 II 前言 III １ 课题背景 1 1.1 课题要求 1 1.2 课题意义 1 1.3 文献综述 2 ２ 设计方案论证 3 2.1 实验基本步骤 3 2.2 原始信号和加噪后的分析 4 ３ 数字滤波器的设计 6 3.1 数字滤波器的设计步骤 6 3.2 滤波器的性能指标的设定 6 ４ GUI界面设计及滤波结果分析 7 4.1 GUI界面设计 7 4.2 滤波结果及分析 8 ５ 总结 12 致谢 13 参考文献 14 程序代码 15 摘要 本课题主要是运用MATLAB 7.0，解决数字信号处理的声音加噪滤波问题的运算程序。我们通过对录音的信号进行时域、频域波形分析，然后加噪分析，最后选择IIR和FIR滤波器的低通、带通、高通方式对加噪的语音信号进行滤波恢复原始信号。在实验的过程中，我们需要掌握滤波器方式的概念和应用知识。本文还给出了对这一程序的测试情况、测试结果的分析和完整程序代码。 关键词：加噪、IIR、FIR 前言 本文程序第章介绍了第章第章总结了本次设计的意义我在本次设计中的收获感想。于武汉工程大学理学院 课题背景 课题要求 录制一段自己的语音信号（可以录制含有噪音的信号，或者录制语音后再加进噪音信号）， 要求： （1）对语音信号进行采样,画出采样后语音信号的时域波形和频谱图 （2）对语音信号进行加噪,画出加噪后语音信号的时域波形和频谱图； （3）设计IIR、FIR的6个滤波器，并画出滤波器的频率响应曲线； （4）用设计的滤波器对语音信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱图； （5）对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化； （6）回放语音信号。 课题意义 数字信号处理是一门比较实用的电子工程的专业课程，语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。通过语言相互传递信息是人类最重要的基本功能之一。语言是人类特有的功能，它是创造和记载几千年人类文明史的根本手段，没有语言就没有今天的人类文明。语音是语言的声学表现，是相互传递信息的最重要的手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。 数字信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科，它是一门新兴的学科，同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉学科。 文献综述 文[1]较详细地介绍了数字信号处理这门学科的发展历史和经典定义定理，对于解决本次课题内容提供了很好地参考。 文[2]介绍了如何运用MATLAB对各种信号处理的程序实现，利用计算机直观地表现课本上一些抽象的定理，对于本次课题内容起到了很大的帮助。 设计方案论证 实验基本步骤 理论依据 根据设计要求分析系统功能，掌握设计中所需理论（采样频率、采样位数的概念，采样定理； 时域信号的FFT分析；数字滤波器设计原理和方法，各种不同类型滤波器的性能比较），阐明设计原理。 信号采集 采集语音信号，并对其进行FFT频谱分析，画出信号的时域波形图和频谱图。 构造受干扰信号并对其进行FFT频谱分析 对所采集的语音信号加入干扰噪声，对语音信号进行回放，感觉加噪前后声音的变化，分析原因，得出结论。并对其进行FFT频谱分析，比较加噪前后语音信号的波形及频谱，对所得结果进行分析，阐明原因，得出结论。 数字滤波器设计 根据待处理信号特点，设计合适数字滤波器，绘制所设计滤波器的幅频和相频特性。 信号处理 用所设计的滤波器对含噪语音信号进行滤波。对滤波后的语音信号进行FFT频谱分析。画出处理过程中所得各种波形及频谱图。 对语音信号进行回放，感觉滤波前后声音的变化。比较滤波前后语音信号的波形及频谱，对所得结果和滤波器性能进行频谱分析，阐明原因，得出结论。 设计图形用户界面 设计处理系统的用户界面,在所设计的系统界面上可以选择滤波器的参数,显示滤波器的频率响应,选择信号等。 原始信号和加噪后的分析 用计算机的录音机录音，然后保存。我们将录音在MATLAB平台下打开，主要程序如下： file=music.wav;%录音的音频文件 %y是音频的数据向量，fs是采样频率（单位Hz），nbits是每一个采样点的数据深度（即比特数） [y,fs,nbits]=wavread(file); %把语音信号进行加载入Matlab仿真软件平台 sound(y,fs,nbits); %回放语音信号 n=length(y);%求出语音信号的长度 Y=fft(y,n); %傅里叶变换  axes(han