数字信号处理报告课案Word文档下载推荐.docx

1、MATLAB软件包括五大通用功能，数值计算功能（Nemeric）、符号运算功能（Symbolic）、数据可视化功能（Graphic）、数字图形文字统一处理功能（Notebook）和建模仿真可视化功能（Simulink）。其中，符号运算功能的实现是通过请求MAPLE内核计算并将结果返回到MATLAB命令窗口。该软件有三大特点，一是功能强大；二是界面友善、语言自然；三是开放性强。目前，Mathworks公司已推出30多个应用工具箱。MATLAB在线性代数、矩阵分析、数值及优化、数值统计和随机信号分析、电路与系统、系统动力学、次那好和图像处理、控制理论分析和系统设计、过程控制、建模和仿真、通信系统以

2、及财政金融等众多领域的理论研究和工程设计中得到了广泛应用。MATLAB在信号与系统中的应用主要包括符号运算和数值计算仿真分析。由于信号与系统课程的许多内容都是基于公式演算，而MATLAB借助符号数学工具箱提供的符号运算功能，能基本满足信号与系统课程的需求。例如解微分方程、傅里叶正反变换、拉普拉斯正反变换和z正反变换等。MATLAB在信号与系统中的另一主要应用是数值计算与仿真分析，主要包括函数波形绘制、函数运算、冲击响应与阶跃响应仿真分析、信号的时域分析、信号的频谱分析、系统的S域分析和零极点图绘制等内容。数值计算仿真分析可以帮助学生更深入地理解理论知识，并为将来使用MATLAB进行信号处理领域

3、的各种分析和实际应用打下基础。2. 本题目的意义 本次课程设计的课题为基于MATLAB的语音信号采集与处理，学会运用MATLAB的信号处理功能，采集语音信号，并对语音信号进行滤波及变换处理，观察其时域和频域特性，加深对信号处理理论的理解，并为今后熟练使用MATLAB进行系统的分析仿真和设计奠定基础2实验原理1.理论原理利用MATLAB对语音信号进行分析和处理，采集语音信号后，利用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。2具体流程 NO（1） 语音信号的采集及分析从录制一段语音信号，经过格式工厂将格式

4、转为wav格式，并命名为“ww.wav”。在Matlab平台下调用wavread函数可采集到语音信号。即x1=wavread（D:/w.wav）; sound（x1,45050）; %读出原始语音信号原始的语音信号波形与频谱（2）给原始信号加上一个高频噪声在Matlab中设计一个高频噪声干扰信号。噪声信号通常为随机序列,在本设计中为高斯随机噪声,干扰信号构建命令函数为x2=0.01*randn（N,2）,给出的干扰信号为一个高斯随机信号，针对上面的语音信号 ,采集了其中一段。再对噪音信号进行频谱变换得到其频谱图。在MATLAB中把语音信号与噪声信号进行叠加，并对其进行播放，然后对加入噪声后的语

5、音信号进行频谱分析，在MATLAB中可以利用函数FFT对信号进行快速傅里叶变换。将原语音信号与噪声信号x2叠加，调用的形式为：x3=x2+x1; 其中，x1为原语音信号，x2为所构造的随机高斯噪声，x3即为两者的叠加后的语音信号。加入的高斯随机噪声3） 滤波器的设计，滤除高频噪声在 MATLAB中 ,利用窗函数 hamming,设计FIR滤波器,利用 MATLAB 中的函数freqz 画出滤波器的频率响应。并用设计好的滤波器对含噪语音信号进行滤波,在Matlab中 ，FIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波滤波器设计程序代码： Wp=3000*2*pi;Ws=3500*2*pi;Ap=0

6、.3;As=50;Fs=45050; wp=Wp/Fs;ws=Ws/Fs; %归一化通带截频 阻带截频 wdelta=ws-wp; %过渡带宽 %由阻带最小衰减指标确定选用汉明窗 并确定其阶数 N=ceil（6.6*pi/wdelta）; Nw=N; n=0:N-1; wc=（wp+ws）/2; %理想截频 alpha=（N-1）/2; m=n-alpha+eps;%理想滤波器脉冲响应 hd=sin（wc*m）./（pi*m）; %采用汉明窗设计 win=hamming（Nw）; h=hd.*win; b=h; H,f=freqz（b,1,512,Fs）; %绘制滤波器的幅频响应图 figur

7、e（4）; plot（f,20*log10（abs（H） xlabel（Hzylabel（幅值title（滤波器幅频特性信号滤波程序代码： x4=fftfilt（b,x3）; %滤波输出 sound（x4,45050）;%输入输出频谱 figure（1）; subplot（2,2,3）; plot（x4） % 绘制输出信号time（s）,ylabel（ title（滤波后输出信号 Y=fft（x4）; figure（3）; plot（abs（Y）;滤波后输出信号频谱）滤波后的波形和频谱3 实验结果滤波前后的波形比较4 本程序运行后，一共播放四段语音信号。首先播放原语音信号，接着是噪声信号，然后

8、是加噪后的语音信号，最后是滤波后的信号，每段语音信号大约11s。同时对语音信号的特性进行图像显示，在figure1中显示了原始语音信号、加噪后的语音信号、滤波后输出信号各自的幅值随时间的变化5 心得体会通过这一个礼拜使用Matlab对语音信号进行处理，进一步熟悉了Matlab的使用，并对语音信号的格式有了更全面的认识。自己在电脑上录音并进行了语音的格式转换，变换为wav的语音格式。在程序设计中学会了一些Matlab中基本的语音运行及处理程序，比如：语音读取函数wavread（）、语音播放函数sound（）、快速傅里叶变换fft（）、滤波处理fftfilt（）。并加深了对课堂抽象概念的理解，巩固

9、了课堂上所学的理论知识，并能很好的理解和掌握语音信号处理中运用的方法，同时掌握编程方法和解决实际问题的技巧参考文献1张志涌精通MATLAB 6.5版M北京：北京航空航天大学出版社，20032约翰普罗克斯数字信号处理M西安：西安交通大学出版社，20093张小虹信号系统与数字信号处理M第1版西安：西安电子科技出版社，20024谢德芳数字信号处理M北京：科学出版社，20055郝建军数字通信M第2版北京：北京邮电大学出版社，20106张威MATLAB 基础与编程入门M西安：西安电子科技大学出版社，2010附录：x1=wavread（E:sound（x1,45050）;y1=fft（x1,1024）;

10、%对原始信号进行1024点傅里叶变换频率f=Fs*（0:511）/1024; 分别表示nfft个频率点figure（1） 打开图形窗口subplot（2,2,1）;确定第一个绘图窗口plot（x1） %显示原始信号 以x1绘图原始语音信号取名xlabel（x轴名figure（3）plot（f,abs（y1（1:512）; 做原始语音信号的FFT频谱图原始语音信号频谱N=length（x1）; %计算原始语音信号的长度x2=0.05*randn（N,2）; x2为随机噪声sound（x2,45050）;播放噪声figure（2）plot（x2）高斯随机噪声sound（x3,45050）;y2=f

11、ft（x3,1024）;figure（1）subplot（2,2,2）;plot（x3） %显示加噪后的语音信号加噪后的语音信号figure（3）;plot（f,abs（y2（1:加噪后的语音信号频谱Nbits=16;wavwrite（x3,Fs,Nbits,noise.wav %将加噪的信号保存Wp=3000*2*pi;wp=Wp/Fs;wdelta=ws-wp;%由阻带最小衰减指标确定选用汉明窗 并确定其阶数N=ceil（6.6*pi/wdelta）;Nw=N;n=0:wc=（wp+ws）/2;alpha=（N-1）/2;m=n-alpha+eps;hd=sin（wc*m）./（pi*m）;win=hamming（Nw）;h=hd.*winb=h;H,f=freqz（b,1,512,Fs）;figure（4）;plot（f,20*log10（abs（H）x4=fftfilt（b,x3）;sound（x4,45050）;figure（1）;subplot（2,2,3）;plot（x4） % 绘制输出信号Y=fft（x4）;plot（abs（Y）;