语音信号处理课程设计Word文档下载推荐.docx
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查阅资料、合理性的设计、分析和解决实际问题的能力，数学仿真软件Matlab和C语言程序设计的学习与应用，培养规范化书写说明书的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
对加噪的语言信号进行频谱分析，找出噪声所在频段，设计滤波器滤除噪声。
具体步骤如下：
1、每位同学用Windows系统录下一段声音，用Matlab将其读出，并显示其时域波形
2、对所录声音做傅立叶分析，观看其频谱
3、变换朗读声音的大小，再次用windows系统录下一段音，做傅立叶分析，观看其频谱有无变化
4、再次录音，并加上噪声，分析频谱，并设计合理的滤波器将噪声去掉，并将去噪前后的语音信号回放，观察噪声效果
题目要求：
（1）熟悉有关频谱分析的有关指示，对语音信号做频谱分析
（2）熟悉有关滤波器设计理论知识，选择合适的滤波器技术指标和类型，设计滤波器，得到滤波器参数
（3）实现信号频谱分析和滤波等有关Matlab函数
（4）写好总结报告，写出基本原理，有关程序，得到的图表，结果分析，总结。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等〕：
1程序代码.
2仿真结果.
3课程设计说明书.
4．主要参考文献：
［1］程佩青．数字信号处理教程［M］．北京：
清华大学出版社，2002．
［2］刘敏，魏玲．Matlab通信仿真与应用［M］．北京：
国防工业出版社，2001
[3]桂志国.数字信号处理.科学出版社，2010年
5．设计成果形式及要求：
1仿真结果.
2课程设计说明书.
6．工作计划及进度：
2010年6月14日~6月18日了解设计题目及熟悉资料；
6月19日~6月20日确定各题目要求计算相关参数；
6月21日~6月22日结合各题目确定具体设计方案；
6月23日~6月24日结合要求具体设计并仿真、整理报告；
6月25日答辩。
系主任审查意见：
签字：
年月日
一、基本设计原理
1．语音信号的采集
要求学生利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1s内。
然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。
通过wavread函数的使用，学生很快理解了采样频率、采样位数等概念。
2． 语音信号的频谱分析
要求学生首先画出语音信号的时域波形；
然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性，从而加深学生对频谱特性的理解。
其程序如下：
3． 设计数字滤波器和画出其频率响应
给出各滤波器的性能指标：
（1）低通滤波器性能指标 fb＝1000Hz，fc＝1200Hz，As＝100dB，Ap＝1dB。
（2）高通滤波器性能指标 fc＝4800Hz，fb＝5000HzAs＝100dB，Ap＝1dB。
（3）带通滤波器性能指标 fb1＝1200Hz，fb2＝3000Hz，fc1＝1000Hz，fc2＝3200Hz，As＝100dB，Ap＝1dB。
要求学生用窗函数法和双线性变换法设计上面要求的3种滤波器。
在Matlab中，可以利用函数fir1设计FIR滤波器，可以利用函数butte，cheby1和ellip设计IIR滤波器；
利用Matlab中的函数freqz画出各滤波器的频率响应。
程序如下：
4． 用滤波器对信号进行滤波
要求学生用自己设计的各滤波器分别对采集的信号进行滤波，在Matlab中，FIR滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波，IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。
5．比较滤波前后语音信号的波形及频谱
在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱。
6．回放语音信号
在Matlab中，函数sound可以对声音进行回放。
其调用格式：
sound（x，fs，bits）；
可以感觉滤波前后的声音有变化。
二、编程思想及程序代码
1.显示原信号的时域波形和频谱。
[x1,fs,bits]=wavread（'
GDGvoice8000.wav'
）;
figure
（1）;
plot（x1）;
xlabel（'
时间轴'
ylabel（'
幅值'
figure
（2）;
freqz（x1）;
sound（x1,fs）;
2.绘制FIR高通滤波器的幅频相频曲线以及对信号滤波前后的时域波形和频谱。
fs=60000;
X1=wavread（'
Wp=2*pi*5000/fs;
Ws=2*pi*4800/fs;
Rp=1;
Rs=100;
Wdelta=wp-ws;
N=ceil（8*pi/wdelta）;
wn=[wp+ws]/2;
[b,a]=fir1（N,wn/pi,'
high'
figure
（1）
freqz（b,a,512）;
title（'
FIR高通滤波器'
f2=filter（b,a,x1）
subplot（2,1,1）;
FIR高通滤波器滤波前的时域波形'
subplot（2,1,2）;
plot（f2）;
FIR高通滤波器滤波后的时域波形'
Sound（f2,44100）;
F0=fft（f2,1024）;
F=fs*（0:
511）/1024;
figure（3）;
Y2=fft（x1,1024）;
Subplot（2,1,1）;
plot（f,abs（y2（1:
512）））;
FIR高通滤波器滤波前的频谱'
频率/Hz'
plot（f,abs（F0（1:
FIR高通滤波器滤波后的频谱'
3.绘制FIR带通滤波器的幅频相频曲线以及对信号滤波前后的时域波形和频谱。
fs=16000
[X2]=wavread（'
Ts=1/fs;
r1=10;
wp=2*pi*5000/fs;
ws=2*pi*4800/fs;
Rp=2;
R1=100;
wp1=2/Ts*tan（wp/2）;
ws1=2/Ts*tan（ws/2）;
[N,Wn]=cheb2ord（wp1,ws1,Rp,R1,'
s'
[Z,P,K]=cheb2ap（N,R1）;
[Bap,Aap]=zp2tf（Z,P,K）;
[b,a]=lp2hp（Bap,Aap,Wn）;
[bz,az]=bilinear（b,a,fs）;
[H,W]=freqz（bz,az）;
plot（W*fs/（2*pi）,abs（H））;
grid
频率响应幅度'
IIR高通滤波器'
）
f1=filter（bz,az,x1）;
IIR高通滤波器滤波前的时域波形'
plot（f1）;
IIR高通滤波器滤波后的时域波形'
sound（f1,44100）
F0=fft（f1,1024）;
f=fs*（0:
y2=fft（x1,1024）;
IIR高通滤波器滤波前的频谱'
F1=plot（f,abs（F0（1:
IIR高通滤波器滤波后的频谱'
三、仿真结果
（1）.原信号的时域波形图。
（2）.原信号的频谱图。
（1）.FIR高通滤波器的幅频相频曲线。
（2）.FIR高通滤波器对信号滤波前后的时域波形。
（3）.FIR高通滤波器的频谱。
3.绘制IIR高通滤波器的幅频曲线以及对信号滤波前后的时域波形和频谱。
（1）.IIR高通滤波器的幅频曲线。
（2）.IIR高通滤波器对信号滤波前后的时域波形。
（3）.IIR高通滤波器对信号滤波前后的频谱。
四、课程设计心得
这次的课程设计主要是跟随了课堂学习的内容。
我们的题目是语音信号的处理，虽然原来已经学习了信号与系统，对于这方面有了一些基础的知识，也学了数字信号处理，但是刚开始面对这个题目却也不知从何下手了。
首先一个录音就为难我们半天，在老师的指导下终于迈出了这艰难的第一步，并且得到了原信号的波形图和频谱图。
于是我们斗志高昂，继续进行下去。
没有学过MATLAB软件，我们到图书馆借了专门学习该软件的比较易懂的《应用MATLAB实现信号分析和处理》这本书。
通过大致对这本书的翻阅和有目的性的查找，我们对于这次实验中要求的很多函数有了进一步的了解。
由于实验结果主要要求就是图形了，因而对于图形函数的运用很多，最熟悉的就是figure函数了，然后还有画图函数plot，在IIR滤波器的设计中还使用了grid网格线命令，同时还有xlabel和ylabel以及title等命令，应该说是收获颇丰吧。
而对于滤波器的设计也认识不少函数，像buttap，cheb1ap等等。
在实验的时候我们做了FIR和IIR的高通，带通和低通的滤波，由于三种滤波函数其本质相近，所以最后选用了高通的来作为示例。
在做的过程中，我们分工合作，经过一系列的修改补正最终得出了图形，虽然在电脑前坐到有点头昏，但当时的那种成就感让我们快乐不已。
在做的过程中，我们组虽然没有男生的帮忙，但是自己动手更让我们感受和享受着这种做的过程，虽然结果才是最终需要的，但是能力却是通过经历来积累的，完成时的喜悦也只有亲身经历才懂。
也许以后很少再有课程设计，但是我们相信对于软件的学习和探索却是刚刚开始，我们会在未来更努力的学习，充实自己。
五、参考文献
（1）.程佩青。
数字信号处理教程［M］。
北京：
清华大学出版社，2002。
（2）.刘敏，魏玲。
Matlab通信仿真与应用［M］．北京：
国防工业出版社，2001。
（3）.桂志国。
数字信号处理。
科学出版社，2010年。
（4）.张明照，刘政波，刘斌等。
应用MATLAB实现信号分析和处理。
科学出版社，2005。
（5）.互联网资料。
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