DSP课程设计---语音信号处理，进行三种类型的滤波器的设计

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1、 DSP 课程设计报告课程设计报告 姓姓 名名 学学 院院 专专 业业 学学 号号 班班 级级 指导老师指导老师 2012 年 6 月 18 日 一、一、设计题目设计题目 语音信号处理，进行三种类型的滤波器的设计。 二、二、设计要求设计要求 三、三、设计原理设计原理 1. 语音信号的采集 利用 Windows 下的录音机，录制一段自己的话音，时间在 1 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，理解采样频率、采样位数等概念。 y,fs=wavread(d:111.wav,1000 6000

2、); 其中 y为 wav文件的音调数据，长度为 6000-1000+1，fs 为该文件的播放频率。 通过 sound 函数播放该文件的声音： Sound(y,fs); 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，其程序如下： Y=fft(y,5001); Subplot(231);plot(y);title(滤波前的信号波形); Subplot(232);plot(abs(Y);title(滤波前的信号频谱); 3. 设计数字滤波器和画出其频率响应 给出各滤波器的性能指标： (1)低通滤波器性能指标 fc=1000 Hz, fst

3、=2000 Hz, Rst=30 dB, Rp5 dB。 (2)高通滤波器性能指标 fst=4000 Hz, fc=5000 Hz, Rst=30 dB, Rp5 dB。 (3)带通滤波器性能指标 fc1=2000 Hz, fc2=3000 Hz, fst1=1000 Hz, fst2=4000 Hz, Rst=30 dB, Rp5 dB。 (4)带阻滤波器性能指标 fst1=2000 Hz, fst2=3000 Hz, fc1=1000 Hz, fc2=4000 Hz, Rst=30 dB, Rp=5 dB。 根据以上的技术指标设计出相应的滤波器，画出滤波器的频率响应曲线。上述技 术指标仅做

4、参考，学生可根据选定的声音文件自行调整技术指标的值。 4. 用滤波器对信号进行滤波 用自己设计的各滤波器分别对采集的信号利用函数 filter 对信号进行滤波， 并比较滤波前后语音信号的波形及频谱： x=filter(b,a,y); X=fft(x,5001); Subplot(235);plot(x);title(滤波后的信号波形); Subplot(236);plot(abs(X);title(滤波后的信号频谱); 5. 回放语音信号 在 Matlab 中，函数 sound 可以对声音进行回放，其调用格式：sound(x,fs)； 可以感觉滤波前后的声音有变化。 6. 设计系统界面 为了使

5、编制的程序操作方便，有能力的学生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类型，输入滤波器的参数，显示滤波器的频 率响应，选择信号等。 四、四、源程序清单源程序清单 4.1 IIR 巴特沃斯数字滤波器巴特沃斯数字滤波器-高通、冲击响应不变法高通、冲击响应不变法 y,fs=wavread(d:111.wav,1000 60000); Sound(y,fs); Y=fft(y,59001); Subplot(231);plot(y);title(滤波前的信号波形); Subplot(232);plot(abs(Y);title(滤波前的信号频谱); %低通滤波器性能指标 fst

6、=450 Hz, fc=300 Hz, Rst=30 dB, Rp5 dB。 Wc=2*pi*200;Wst=2*pi*400; Rp=3;Rst=30; N,Wn=buttord(Wc,Wst,Rp,Rst,s)%s表示模拟滤波器,N 为阶数,Wn 为 3dB 截止 频率. B,A=butter(N,Wn,s)%返回模拟滤波器的系统函数,B 为分子多项式,A 为分母多 项式. bz,az=impinvar(B,A,fs);%冲激响应不变法,b 和 a 分别为模拟系统函数的分子和 分母多项式系数,fs 为采样频率,返回 bz 和 az 分别为数字滤波器的分子和分母多 项式系数. freq=0:10*2*pi/50:20*pi;%在 020pi之间等间隔取值,取 51 个点(包括端点). Subplot(233);plot(freq/(2*pi),20*log10(abs(f