数字信号去噪实验报告

1、南昌航空大学实验报告2014年5月13日课程名称： 数字信号处理 实验名称： 语音信号的去噪实验 班级： 11042219 姓名： 胡杨 指导老师评定： 签名： 一.实验目的 1、熟悉MATLAB语言的编程方法及MATLAB指令2、 掌握利用MATLAB读取语音信号和回放语音信号的方法3、掌握滤波器的设计方法4、理解采样率和量化级数对语音信号的影响5、设计滤波器解决去噪等实际问题二.实验内容 语音及音乐信号的采样、滤波 音乐信号处理 三.实验要求利用电脑的声卡录一段语音信号及音乐信号，观察使用不同采样率及量化级数所得到的信号的听觉效果，从而确定

2、对不同信号的最佳的采样率；分析音乐信号的采样率为什么要比语音的采样率高才能得到较好的听觉效果。  注意观察信号中的噪声（特别是50hz交流电信号对录音的干扰），设计一个滤波器去除该噪声。 四.程序的代码 f0=50;   %50Hz陷波器 fs=8000; %采样率8000Hz Ts=1/fs; NLen=40960; %NLen点DFT变换 apha=-2*cos(2*pi*f0*Ts); beta=0.96; b=1 apha

3、60;1; a=1 apha*beta beta2; figure(1);freqz(b,a,NLen,fs);%陷波器特性显示 x=wavread('voice2_8k_noise.wav');%原信号 y=filter(b,a,x);%陷波器滤波处理   n=1:length(x); m=1:NLen;   xfft=fft(x,NLen);  %对信号进行频域变换 xfft=xfft.*conj(xfft)/NLe

4、n; y1=fft(y,NLen); y2=y1.*conj(y1)/NLen; figure(2); %滤除前后的信号对比 subplot(2,2,1);plot(n,x);grid; xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Input signal'); subplot(2,2,3);plot(n,y);grid; xlabel('Time (s)');ylabel('

5、Amplitude');title('Filter output'); subplot(2,2,2);plot(m*fs/NLen,xfft);axis(0 4000 0 0.15);grid; xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Input signal'); subplot(2,2,4);plot(m*fs/NLen,y2);axis(0

6、60;4000 0 0.15);grid; xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Filter output');实验分析 我分别使用了8k,16k,32k三种采样率录制了三段语音信号，量化级数均采用16位，通过反复的回放对比，发现虽然高于8k的采样率的声音更加饱满，音质更佳，但是对于语音信号来说，8k采样率用于通话交流系统已经足够了，采样率的提高对于音质的提升不大，反而需要更大的信道带宽，得不偿失。&

7、#160; 综上分析，对于语音信号，采用8kHz的采样率，8位量化电平数已经足以进行语音交流。下面是我针对voice_8k.wav这个语音信号，对其50Hz噪声进行消除的程序。  我首先分析了这个信号的时域和频域的谱图，如下图所示。这段语音信号的内容是“我爱祖国天安门”，从时域图来看，这段信号大约长4秒，全程即使在没有语音的部分也可以看出有小的上下波动，这即是50Hz噪声信号加进去产生的。再看它的频谱图，我用了40960点的DFT变换，由于实信号的对称性，我截取了前20480点作出上图，可以明显看到，在50Hz处有一个明显的冲激，这就是噪声信号，下面我将设计一个50Hz的陷波器来消除这个滤除这个噪声。  陷波器的传输函数为 其中f为陷波器要滤除信号的频率，a为与陷波器深度相关的参数，a越大，深度越深，由此设计一个f=50的陷波器如下 经过此陷波器后的语音信号如下所示：总图对比如下四、实验分析与小结通过简单的matlab运算，实现了序列FFT变换，并设计了滤波器