语音信号处理及数字滤波器设计报告.docx
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语音信号处理及数字滤波器设计报告
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信号课程设计报告书
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---语音信号处理
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学院：
信息工程学院
专业班级：
通信工程081
姓名：
XX
学号：
XXXXXX
1、信号的抽样和恢复
正弦波2KHz抽样输出正弦波2KHz抽样恢复
正弦波8KHz抽样输出正弦波8KHz抽样恢复
正弦波16KHz抽样输出正弦波16KHz抽样恢复
三角波2KHz抽样输出三角波2KHz抽样恢复
三角波8KHz抽样输出三角波8KHz抽样恢复
三角波16KHz抽样输出三角波16KHz抽样恢复
巴特沃斯低通滤波器图形低通李沙育图形
巴特沃斯高通滤波器图形高通李沙育图形
巴特沃斯带通滤波器图形带通李沙育图形
2、对连续信号进行抽样恢复
t=0:
0.001:
6;
x=cos（5*pi*t）;
subplot（3,1,1）;
plot（t,x）;
axis（[0,1,-1.1,1.1]）;
title（'原有x'）;
xlabel（'t'）;ylabel（'x（t）'）
fs=2;%采样频率
ts=1/fs;
tp=1;
n=0:
tp/ts;
xn=cos（n*ts*0.5*pi）;
subplot（3,1,2）
stem（n*ts,xn）;
title（'fs=2HZ取样后的x'）;xlabel（'t'）;ylabel（'x（nT）'）
dt=ts/50;%每个采样间隔上取点数
t1=0:
dt:
6;%生成序列t1
tp=1;%重构时间区间为1s
n=0:
tp/ts;
tmn=ones（length（n）,1）*t1-n'*ts*ones（1,length（t1））;
xr1=sinc（fs*tmn）;
x2=xn*xr1;
subplot（3,1,3）
plot（t1,x2）;
axis（[0,1,-1.1,1.1]）;
x0=cos（0.5*pi*t1）;
emax=max（abs（x0-x2））
emax=1.9492
title（'用抽样内插函数恢复的结果'）;
3、语音信号抽样恢复比较
[x,fs]=wavread（'xiang1.wav'）;
subplot（2,2,1）
plot（x）;
title（'语音信号原有16k采样波形'）;
x1=fft（x）;
subplot（2,2,2）;plot（abs（x1））;
title（'语音信号原有16k采样波形频谱'）;
n=1:
length（x）;
n2=1:
0.25:
length（x）;
yi=interp1（n,x,n2）;
sound（'yi'）
subplot（2,2,3）
plot（n2,yi）;
title（'内差恢复波形'）;
y2=fft（yi）;
subplot（2,2,4）;plot（abs（y2））;
title（'语音信号内差恢复波形频谱'）;
figure
（2）
y2=decimate（yi,2）;
subplot（2,2,1）
plot（y2）;
title（'8k采样波形'）
y21=fft（y2）;
subplot（2,2,2）;plot（abs（y21））;
title（'8k采样波形频谱'）;
sound（'y21'）
y3=decimate（yi,4）;
sound（'y3'）;
subplot（2,2,3）
plot（y3）;
title（'4k采样波形'）;
y31=fft（y3）;
subplot（2,2,4）;plot（abs（y31））;
title（'4k采样波形频谱'）;
sound（'y31'）
4、模拟及数字滤波器设计
N=4;fc=22000;fs=160000;T=1/fs;wc=2*pi*fc;
[B,A]=butter（N,wc,'s'）;
[mag0,w0]=freqs（B,A）;
subplot（2,1,1）;plot（w0/1000/2/pi,abs（mag0））;
title（'模拟巴特沃思低通滤波器幅频特性’）;
xlabel（'频率/KHz'）;ylabel（'幅度'）;
[B,A]=butter（N,wc*T,'s'）
[b,a]=imp_invr（B,A,1）
[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m（b,a）;
subplot（2,1,2）;
plot（w/pi,mag）;
title（'数字巴特沃思低通滤波器幅频特性'）;
xlabel（'w/pi'）;ylabel（'幅度'）;
axis（[0,1,0,1]）;
、
N=4;fc=26000;fs=200000;T=1/fs;wc=2*pi*fc;
[B,A]=butter（N,wc,'high','s'）;
[mag0,w0]=freqs（B,A）;
subplot（2,1,1）;plot（w0/1000/pi/2,abs（mag0））;
title（'模拟巴特沃思高通滤波器幅频特性'）;
xlabel（'频率/KHz'）;ylabel（'幅度'）;
[b,a]=bilinear（B,A,fs）;
[mag1,w1]=freqz（b,a）;
subplot（2,1,2）;plot（w1/pi,abs（mag1））;
title（'数字巴特沃思高通滤波器幅频特性'）;
xlabel（'w/pi'）;axis（[0,0.8,0,1]）;
N=4;fs=160000;T=1/fs;
fc1=23000;fc2=28000;
wcl=fc1*2*pi;wc2=2*pi*fc2;
wc=[wcl,wc2];
[B,A]=butter（N,wc,'bandpass','s'）;
[mag0,w0]=freqs（B,A）;
subplot（2,1,1）;plot（w0/pi/2,abs（mag0））;
title（'模拟巴特沃思带通滤波器幅频特性'）;
xlabel（'频率/Hz'）;ylabel（'幅度'）;axis（[10000,40000,0,1]）;
[b,a]=bilinear（B,A,fs）;
[mag1,w1]=freqz（b,a）;
subplot（2,1,2）;plot（w1/pi,abs（mag1））;
title（'数字巴特沃思带通滤波器幅频特性'）;
xlabel（'w/pi'）;ylabel（'幅度'）;axis（[0.1,0.5,0,1]）;
5、语音加噪声及滤波后比较
[x,fs]=wavread（'ai30'）;N=length（x）;
n=0:
length（x）-1;c=2*pi*n/N;
y=fft（x,length（x））;
subplot（2,2,1）;plot（x）;title（'语音信号时域波形'）;
subplot（2,2,2）;plot（c,abs（y））;title（'语音信号幅频特性'）;
x1=0.008*cos（0.75*2*pi*n）;y1=x'+x1;y2=fft（y1）;
subplot（2,2,3）;plot（y1）;title（'加噪音后的波形'）;
subplot（2,2,4）;plot（abs（y2））;title（'加噪音后的频谱'）;
figure
（2）
[n,m]=butter（4,0.5,'low'）;[db,mag,pha,w]=freqz_m（n,m）;
subplot（2,2,1）;plot（w,mag）;title（'滤波器的幅度特性'）;
subplot（2,2,2）;plot（w,pha）;title（'滤波器的相频特性'）;
T=200000;wc1=1;N=4;
[B,A]=butter（N,wc1,'s'）;[Bz,Az]=impinvar（B,A）;
z=filter（Bz,Az,y1）;
z1=fft（z）;
subplot（2,2,3）;plot（z）;title（'加噪音滤波后的波形'）;
subplot（2,2,4）;plot（abs（z1））;title（'加噪音滤波后的频谱'）;
6、三个频率信号叠加及滤波实现
t=0:
1000;x=cos（0.3*pi*t）+2*sin（0.6*pi*t）+cos（0.8*pi*t）;X=fft（x）;
figure
（1）
subplot（2,2,1）;plot（t,x）;title（'连续信号时域波形'）;axis（[0,60,-4,4]）;
subplot（2,2,2）;plot（abs（X））;title（'连续信号频谱图'）;
figure
（2）
wp1=0.35;ws1=0.4;As=20;Rp=1;
[N1,wc1]=buttord（wp1,ws1,Rp,As）;[b1,a1]=butter（N1,wc1）;
[mag1,w1]=freqz（b1,a1）;
subplot（3,1,1）;plot（w1/pi,abs（mag1））;title（'数字巴特沃思低通滤波器幅度特性'）;
wp2=[0.5,0.65];ws2=[0.45,0.75];
[N2,wc2]=buttord（wp2,ws2,Rp,As）;[b2,a2]=butter（N2,wc2,'bandpass'）;
[mag2,w2]=freqz（b2,a2）;
subplot（3,1,2）;plot（w2/pi,abs（mag2））;title（'数字巴特沃思带通滤波器幅度特性'）;
wp3=0.7;ws3=0.65;
[N3,wc3]=buttord（wp3,ws3,Rp,As）;[b3,a3]=butter（N3,wc3,'high'）;
[mag3,w3]=freqz（b3,a3）;
subplot（3,1,3）;plot（w3/pi,abs（mag3））;title（'数字巴特沃思高通滤波器幅度特性'）;
figure（3）
y1=filter（b1,a1,x）;Y1=fft（y1）;
subplot（3,2,1）;plot（t,y1）;title（'低通滤波器滤波后时域波形'）;axis（[0,60,-1,1]）;
subplot（3,2,2）;plot（abs（Y1））;title（'低通滤波器滤波后频谱图'）;
y2=filter（b2,a2,x）;Y2=fft（y2）;
subplot（3,2,3）;plot（t,y2）;title（'带通滤波器滤波后时域波形'）;axis（[0,60,-2,2]）;
subplot（3,2,4）;plot（abs（Y2））;title（'带通滤波器滤波后频谱图'）;
y3=filter（b3,a3,x）;Y3=fft（y3）;
subplot（3,2,5）;plot（t,y3）;axis（[0,30,-1,1]）;title（'高通滤波器滤波后时域波形'）;
subplot（3,2,6）;plot（abs（
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