数字信号处理课设题目详细分解步骤.doc

数字信号处理课程详细步骤分解语音（音乐）信号滤波去噪的选题课题具体内容1.1、 语音(音乐)信号的采集 要求学生利用Windows下的录音机，录制语音信号“大家好，我是*”，时间在2-3 s左右。或者网上下载一段格式为.wav的音乐。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。 采集完成后在信号中加入一个单频噪声，设计的任务即为从含噪信号中滤除单频噪声，还原原始信号。 参考调用格式： x,fs,bits=wavread(e:yuyin.wav); % 输入参数为文件的全路径和文件名，输出的第一个参数是每个样本的值，fs是生成该波形文件时的采样率，bits是波形文件每样本的编码位数。sound(x,fs,bits); % 按指定的采样率和每样本编码位数回放N=length(x); % 计算信号x的长度fn=2100; % 单频噪声频率，此参数可改t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 计算时间范围，样本数除以采样频率x=x; y=x+0.1*sin(fn*2*pi*t); sound(y,fs,bits); % 应该可以明显听出有尖锐的单频啸叫声1.2、 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。参考调用格式：X=abs(fft(x); Y=abs(fft(y); % 对原始信号和加噪信号进行fft变换,取幅度谱X=X(1:N/2); Y=Y(1:N/2); % 截取前半部分deltaf=fs/2/N; % 计算频谱的谱线间隔f=0:deltaf:fs/2-deltaf; % 计算频谱频率范围用绘图命令分别画出加噪前后信号的时域和频域波形，注意：布局为2*2的子图，每个子图都分别加上横纵坐标，网格和标题。 1.3、 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：，As自定dB，Ap1 dB截止频率也可以任意自选，在单频噪声干扰附近即可。要求学生用窗函数法、频率采样法、脉冲响应不变法和双线性变换法设计上面要求的滤波器。在Matlab中，可以利用矩形窗、三角窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗、凯塞窗等设计FIR滤波器，可以利用函数butte、cheby1、cheby2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。首先利用数字信号处理里面学过的知识，根据自己选定的参数，用指定的方法设计数字滤波器，得到数字滤波器的参数b，a。其中b为系统函数的分子系数，a为系统函数分母系数。（不熟悉的同学再回头看数字信号处理的教材）再调用freqz(b,a,512,fs)即可得到该滤波器的频率响应。下面是其中一种实现方法的参考程序：fpd=2000;fsd=2050;fsu=2150;fpu=2200;Rp=1;As=40; % 带阻滤波器设计指标fcd=(fpd+fsd)/2;fcu=(fpu+fsu)/2;df=min(fsd-fpd),(fpu-fsu); % 计算上下边带中心频率，和频率间隔wcd=fcd/fs*2*pi;wcu=fcu/fs*2*pi;dw=df/fs*2*pi; % 将Hz为单位的模拟频率换算为rad为单位的数字频率wsd=fsd/fs*2*pi;wsu=fsu/fs*2*pi;M=ceil(6.2*pi/dw)+1; % 计算汉宁窗设计该滤波器时需要的阶数n=0:M-1; % 定义时间范围w_ham=hanning(M); % 产生M阶的汉宁窗 hd_bs=ideal_lp(wcd,M)+ideal_lp(pi,M)-ideal_lp(wcu,M); % 调用自编函数计算理想带阻滤波器的脉冲响应h_bs=w_ham.*hd_bs; % 用窗口法计算实际滤波器脉冲响应db,mag,pha,grd,w=freqz_m(h_bs,1); % 调用自编函数计算滤波器的频率特性IIR滤波器的设计可参考教材1.4、 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。参考程序：y_fil=filter(h_bs,1,y); % 用设计好的滤波器对y进行滤波Y_fil=fft(y_fil);Y_fil=Y_fil(1:N/2); % 计算频谱取前一半或y_fil=filter(b,a,y) % IIR滤波器对信号signal进行滤波处理，其中b,a为上面设计好的滤波器参数。1.5、 比较滤波前后语音信号的波形及频谱在同一张大图里分别绘制原始信号x，加噪信号y，滤波去噪