数字信号处理课程设计报告--基于MATLAB的语音去噪处理

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1、第 1 页 数字信号处理 课程设计报告课程设计报告 基于基于 MATLAB 的语音去噪处理的语音去噪处理 专专 业：业： 通信工程通信工程 班班 级：级： 通信通信 1101 班班 组组 次：次： 第 2 页 组组 员员 承承 担担 任任 务务 胡政权胡政权 负责程序的编写，并检验程序是否错误，利用课余时间去图书馆或 上网查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，注意材料收集 与整理，对课程设计要求进行最后审核。 潘爽潘爽 负责课程设计实验 MATLAB 仿真对实验结果进行分析， 上网查阅材料 对实验发表自己看法同时对实验要求进行扩展。对论文进行抒写，排版 使实验课程设计更加完善。 指指

2、导导 教教 师师 评评 价价 意意 见见 第 3 页 基于基于 MATLAB 的语音去噪处理的语音去噪处理 1、设计目的设计目的 （1）巩固所学的数字信号处理理论知识， 理解信号的采集、处理、加噪、去噪过程； （2）综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； （3）学习资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。 2、设计任务设计任务 （1）语音信号的录制。 （2）在 MATLAB 平台上读入语音信号。 （3）绘制频谱图并回放原始语音信号。 （4）利用 MATLAB 编程加入一段正弦波噪音，设计滤波器去噪。 （5）利用 MATLAB 编程加入一段随机噪音信号，设计 FIR 和 IIR 滤

3、波器去噪，并分 别绘制频谱图、回放语音信号。 （6）通过仿真后的图像以及对语音信号的回放，对比两种去噪方式的优缺点。 其大概流程框图可如下表示： （图 2-1） 图 2-1 课程设计的流程 第 4 页 3、设计原理设计原理 3.13.1 去噪原理去噪原理 3.1.1 3.1.1 采样定理采样定理 在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率 fs.max 大于信号中，最高频率 fmax 的 2 倍时，即：fs.max=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息， 一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的 510 倍；采样定理又称奈奎斯特定理。 1924 年奈奎斯特(Nyqu

4、ist)就推导出在理想低通信道的最高大码元传输速率的公式: 理想低 通信道的最高大码元传输速率=2W*log2 N (其中 W 是理想低通信道的带宽,N 是电平强度) 为什么把采样频率设为 8kHz?在数字通信中，根据采样定理, 最小采样频率为语音信号最 高频率的 2 倍 频带为F的连续信号 f(t)可用一系列离散的采样值f(t1),f(t1t)， f(t12t)，.来表示,只要这些采样点的时间间隔t1/2F，便可根据各采样值完全 恢复原来的信号f(t)。 这是时域采样定理的一种表述方式。 时域采样定理的另一种表述方式是： 当时间信号函数f(t)的最高频率分量为fM时,f(t) 的值可由一系列

5、采样间隔小于或等于 1/2fM的采样值来确定,即采样点的重复频率 f2fM。图为模拟信号和采样样本的示意图。 时域采样定理是采样误差理论、随机变量采样理论和多变量采样理论的基础。对 于时间上受限制的连续信号f(t)（即当tT时,f(t)=0,这里T=T2-T1 是信号的持 续时间），若其频谱为F（）,则可在频域上用一系列离散的采样值 （2-1） 采样值来表示,只要这些采样点的频率间隔 （2-2） 3.1.2 3.1.2 采样频率采样频率 采样频率，也称为采样速度或者采样率，定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信 号的采样个数，它用赫兹（Hz）来表示。采样频率的倒数是采样周期或者叫作采样时间，

6、它是采样之间的时间间隔。通俗的讲采样频率是指计算机每秒钟采集多少个声音样本，是 描述声音文件的音质、音调，衡量声卡、声音文件的质量标准。 采样频率只能用于周期性采样的采样器，对于非周期性采样的采样器没有规则限 制。 采样频率的常用的表示符号是 fs。 通俗的讲采样频率是指计算机每秒钟采集多 第 5 页 少个声音样本，是描述声音文件的音质、音调，衡量声卡、声音文件的质量标准。采 样频率越高，即采样的间隔时间越短，则在单位时间内计算机得到的声音样本数据就 越多，对声音波形的表示也越精确。采样频率与声音频率之间有一定的关系，根据采 样定理，只有采样频率高于声音信号最高频率的两倍时，才能把数字信号表示的声音 还原成为原来的声音。这就是说采样频率是衡量声卡采集、记录和还原声音文件的质 量标准。采样位数和采样率对于音频接口来说是最为重要的两个指标，也是选择音频 接口的两个重要标准。无论采样频率如何，理论上来说采样的位数决定了音频数据最 大的力度范围。每增加一个采样位数相当于力度范围增加了 6dB。采样位数越多则捕 捉到的信号越