基于MATLAB的语音信号的时、频域分析课程设计

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1、 1 摘要摘要 用 MATLAB 对于语音信号进行分析和处理，采集语音信号后， 在 MATLAB 软件平台进行频谱分析； 并对所采集的语音信号加入干 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。 本次设计介绍了基于 MATLAB 的对语音信号 的采集，处理及滤波器的设计，并使之实现的过程。 关键词：MATLAB;语音信号；滤波器；加噪；除噪 2 目目 录录 摘要摘要1 1 设计原理设计原理1 1.1 理论原理1 1.1.1 采样频率1 1.1.2 采样位数.1 1.1.3 采样定理.1 1.1.4 时域信号的 FFT 分析2 1.1.5 数字信号的滤波器原理

2、和方法.2 1.1.6 各种不同类型滤波器的性能比较3 1.1.7 离散傅立叶变换.3 2 信号采集及读取信号采集及读取 .4 3 构造受干扰信号并对其进行构造受干扰信号并对其进行 FFT频谱分析频谱分析.6 4 数字滤波器设计数字滤波器设计 .8 4.1 用窗函数法设计 IIR 带通滤波器 8 4.2 用窗函数法设计 FIR 低通滤波器 .10 5 信号处理信号处理.12 5.1 IIR 带通滤波 12 5.2 FIR 低通滤波 .14 6 心得体会心得体会.16 7 参考文献参考文献：16 1 1 设计原理设计原理 1.1 理理论原理论原理 1.1.11.1.1 采样频率采样频率 也称为采

3、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 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。 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。 1.1.2 采样位数采样位数 即采样值或取样值，用来衡量声音波动变化的参数，是指声 卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数。 1.1.3 采样定理采样定理 在进行模拟/数字信号的转

4、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(fs.max=2fmax)，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。 2 1.1.4 时域信号的时域信号的 FFT 分析分析 信号的频谱分析就是计算信号的傅立叶变换。 连续信号与 系统的傅立叶分析显然不便于用计算机进行计算，使其应用 受到限制。而 FFT 是一种时域和频域均离散化的变换，适合 数值运算，成为用计算机分析离散信号和系统的有力工具。 对连续信号和系统，可以通过时域采样，应用 DFT 进行近似 谱分析。 1.1.5 数字信号的滤波器原理和方法数字信号的滤波器原理和方法 IIR 数字滤波器系统函数： H(z)= N k k k M j r za z 1 0 j 1 b （1.1） 其中 H(z)称为 N 阶 IIR 数字滤波器系统函数。 IIR 滤波器 设计方法有间接和直接法，间接法是借助于模拟滤波器的设 计方法进行的。其步骤是：先设计