数字信号课程设计--语音数字信号处理与分析及Matlab实现

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1、 信息工程学院 数字信号处理数字信号处理 课程设计报告课程设计报告 题题 目：目：语音数字信号处理与分析及语音数字信号处理与分析及 MatlabMatlab 实现实现 专专 业：业： 电子信息工程电子信息工程 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 时时 间：间： 2013/11/42013/11/4-2013/11/222013/11/22 目 录 第一章 绪 论 1 1.1 设计的目的及意义 1 1.2 设计要求 1 1.3 设计内容 2 1.3.1 理论依据及信号采集 2 1.3.2 构造受干扰信号并对其进行 FFT 频谱分析 2 1.3.3 数字滤波器的设

2、计及信号处理 2 第二章 信号频谱分析 4 2.1 原始信号及频谱分析 . 4 2.2 加入干扰噪声后的信号及频谱分析 . 5 第三章 数字滤波器的设计 7 3.1 高通滤波器的设计. 7 3.2 低通滤波器的设计. 7 3.3 带通滤波器的设计. 8 3.4 带阻滤波器的设计. 9 第四章 GUI 用户图形界面设计 . 11 4.1 GUI 的基本设计流程 . 11 4.2 数字滤波器的实现 16 4.2.1 高通滤波器的实现 16 4.2.2 低通滤波器的实现 17 4.2.3 带通滤波器的实现 17 4.2.4 带阻滤波器的实现 18 第五章 课程设计总结 22 参考文献 I 附录 I

3、1 第一章第一章 绪绪 论论 1.1 1.1 设计的目的及意义设计的目的及意义 目的:通过数字信号处理课程设计,使学生深入了解和掌握噪 声信号的频谱分析,进一步明确了数字滤波器设计方法和实际应 用,为下一步学习和工作打下良好的基础。 意义:语音信号处理是一门新兴的边缘学科，它和认知科学、 心理学、语言学、计算机科学、模式识别和人工智能等学科有着 紧密的联系。语音信号处理的发展依赖于这些学科的发展，而语 音信号处理技术的进步也会促进这些领域的进步。通过 MATLAB 可以对数字化的语音信号进行处理。 由于 MATLAB 是一种面向科学 和工程计算的高级语言，允许用数字形式的语言编程，又有大量 的

4、库函数，所以编程简单、编程效率高、易学易懂。我们可以对 信号进行加噪和去噪、滤波、截取语音等。 1.2 1.2 设计要求设计要求 要求利用 MATLAB 对语音信号进行数字信号处理和分析，要 求学生采集语音信号后， 在 MATLAB 软件平台进行频谱分析； 并对 所采集语音信号加入干扰噪声， 对加入噪声的信号进行频谱分析， 设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。 1、对采集的语音信号进行频谱分析。 2、对原采集的语音信号加入干扰噪声并对其进行频谱分析。 3、设计合适的滤波器。 2 1.3 1.3 设计内容设计内容 1.3.1 1.3.1 理论依据理论依据及信号采集及信号采集 根据设计要求分析系

5、统功能，掌握设计中所需理论（采样频 率、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。 采集语音信号， 把语音信号保存为.wav 文件， 长度小于 3 秒， 并对语音信号进行采样；录制的软件可以使用 Windows 自带的录 音机，或者也可以使用其他专业的录音软件，录制时需要配备录 音硬件，为了方面比较，需要在安静、无噪音、干扰小的环境下 录， 并对其进行 FFT 频谱分析， 画出信号的时域波形图和频谱图。 1.3.21.3.2 构造受干扰信号并对其进行构造受干扰信号并对其进行 FFTFFT 频谱分析频谱分析 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。 1.3.31.3.3 数字滤波器的设计数字滤波器的设计及信号处理及信号处理 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。 用所设计的滤波器对含噪语音信号进行滤波。对铝箔后的语 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 3 前后语音信