课程设计--语音信号滤波去噪使用BOHMAN窗设计的频率采样型FIR滤波器

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1、 使用 BOHMAN 窗设计的频率采样型 FIR 滤波器 第页 共 23 页 语音信号滤波去噪语音信号滤波去噪 使用使用 BOHMANBOHMAN 窗设计的频率采样型窗设计的频率采样型 FIRFIR 滤滤 波器波器 学生姓名：学生姓名： 指导老师：指导老师： 摘 要 本课程设计主要内容是，利用窗口设计法设计频率采样型 FIR 滤波器并对加噪语 音信号进行滤波去噪处理。仿真平台为 MATLAB7.0，开发工具是 M 语言编程。在课程设 计中，首先利用 Windows 下的录音机工具录制一段格式为.wav 的语音信号，然后在 MATLAB 中对语音信号进行加噪，并绘制原始语音信号和加噪语音信号的时

2、域和频域波 形，进行频谱分析以确定所加噪声频率，再利用 Bohman窗设计 FIR 滤波器，并检测是否 达到指标，最后使用滤波器对信号进行滤波去噪处理，并通过对比原始信号，加噪信号， 滤波去噪信号的时域和频域波形，或回放语音信号，检测是否设计成功。通过程序调试及 完善，本课程设计滤波后的语音信号与原始语音信号基本一致，即设计的滤波器能够从含 噪信号中滤除单频噪声，还原原始信号，达到了设计目的。 关键词 课程设计；滤波去噪；FIR 滤波器；BOHMAN 窗；MATLAB 1 引引 言言 本课程设计主要解决在含噪情况下如何对语音信号进行滤波去噪处理。设计采用 BOHMAN 窗设计的频率采样型 FI

3、R 滤波器对一段含噪语音信号进行滤波去噪处理。数字 滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，它是通过对抽样数据进行数字处理来达 到频域滤波的目的。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理的目 的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。随着现代通信的数字化，数字滤波器变 得更加重要。数字滤波器的种类很多，但总的来说可以分成两大类，一类是经典滤波器， 另一类可称为现代滤波器。从滤波特性方面考虑，数字滤波器可分为数字高通、数字低通、 数字带通和数字帯阻等滤波器。从实现方法上考虑，将滤波器分成两种，一种称为无限脉 冲响应滤波器，简称 IIR 滤波器，另一种为 FIR 滤波器。设计

4、 FIR 数字滤波器的方法有窗 口设计法、频率采样法和等波纹最佳逼近法等。1 使用 BOHMAN 窗设计的频率采样型 FIR 滤波器 第页 共 23 页 1.1 课程设计目的课程设计目的 数字信号处理课程设计是数字信号处理课程的重要实践性环节，是通信工程一次较全 面的工程师能力训练。 (1)通过课程设计，加深对数字信号处理理论方面的认识； (2)熟悉 MALTAB 工具软件的运用，学会用计算机采集语音信号，以及对语音信号进 行时域和频域的分析； (3)掌握数字信号处理中 FIR 滤波器的设计方法和步骤； (4)掌握使用 MATLAB 对信号分析和处理的方法； (5)提高实际运用、综合运用能力以

5、及分析问题、解决问题能力；培养严肃认真、实事 求是的科学态度，理论联系实际的工作作风和辩证思维能力。 1.2 课程设计的要求课程设计的要求 (1)滤波器指标必须符合工程实际。 (2)设计完后应检查其频率响应曲线是否满足指标。 (3)处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论。 (4)独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。 1.3 设计平台设计平台 本课程设计使用的设计平台为 MATLAB7.0。 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件， 主要包括MATLAB和Simulink 两大部分。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真 等诸多强大功

6、能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行 有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非 交互式程序设计语言的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB 在 数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。 MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数 和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、 控制设计、 信号处理与通讯、 图像处理、 信号检测、 金融建模设计与分析等领域。 MATLAB 的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 来解算问题要比用其他语言完成相同的事情简捷得多，并且 MATLAB 也吸收了 使用 BOHMAN 窗设计的频率采样型 FIR 滤波器 第页 共 23 页 像 Maple 等软件的优点，使 MATLAB 成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了 对 C，FORTRAN，C+，JAVA 的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序 导入到 MA