基于MATLAB的个人语音信号处理说明书

基于MATLAB的个人语音信号处理课程设计说明书1目录洗手摘要1洗手ABSTRACT2洗手1MATLAB简介3洗手11MATLAB的概况3洗手12MATLAB的语言特点3洗手2语音信号的采集5洗手3语音信号的频谱分析7洗手4设计数字滤波器和画出其频率响应8洗手41FIR滤波器的分析与设计8洗手411窗函数法设计FIR滤波器8洗手412FIR低通滤波器9洗手4121程序设计及流程图9洗手4122输出结果仿真10洗手413FIR高通滤波器10洗手4131程序设计及流程图10洗手4132输出结果仿真11洗手414FIR带通滤波器12洗手基于MATLAB的个人语音信号处理课程设计说明书24141程序设计及流程图12洗手4142输出结果仿真13洗手42IIR滤波器的分析与设计13洗手421双线性变换法设计IIR滤波器13洗手422IIR低通滤波器14洗手4221程序设计及流程图14洗手4222输出结果仿真15洗手423IIR高通滤波器16洗手4231程序设计及流程图16洗手4232输出结果仿真17洗手424IIR带通滤波器18洗手4241程序设计及流程图18洗手4242输出结果仿真20洗手5声音信号的滤波21洗手51对信号进行滤波的流程21洗手52对信号进行滤波的仿真21洗手521滤波前后的时域对比21洗手522滤波前后的频域对比23洗手基于MATLAB的个人语音信号处理课程设计说明书36总结及心得体会25洗手7参考文献26洗手7附录27洗手洗手洗手1摘要洗手MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言,MATLAB功能强大、BEEF简单易学、BEEF编程效率高，吃饭深受广大科技工作者的欢迎。洗手特别是MATLAB还具有信号分析工具箱，吃饭不需具备很强的编程能力，吃饭就可以很方便地进行信号分析、BEEF处理和设计。洗手洗手MATLAB为数据分析和数据可视化、BEEF算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。洗手根据它提供的500多个数学和工程函数，吃饭工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程以完成各自的计算。洗手MATLAB中集成了功能强大的语音信号处理工具箱。洗手由于MATLAB语言的语法特征与C语言极为相似，吃饭而且更加简单，吃饭更加符合科技人员对数学表达式的书写格式，吃饭而且这种语言可移植性好、BEEF可扩展性强，吃饭再加上其中有丰富的语音信号处理函数，吃饭所以MATLAB在语音信号处理的应用中具有很大的优势。洗手洗手为了巩固所学的数字信号处理理论知识,使学生对信号的采集、BEEF处理、BEEF传输、BEEF显示和存储等有一个系统的掌握和理解，吃饭精心地安排了课程设计的内容BEEF录制一段个人自己的语音信号，吃饭并对录制的信号进行采样；BEEF画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；BEEF给定滤波器的性能指标，吃饭采用窗函数法和双线性变换设计滤波器，吃饭并画出滤波器的频率响应；BEEF然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，吃饭画出滤波后信号的时域波形和频谱，吃饭并对滤波前后的信号进行对比，吃饭分析信号的变化；BEEF回放语音信号；BEEF最后，吃饭设计一个信号处理系统界面。洗手洗手关键词BEEFMATLAB，吃饭语音信号处理洗手洗手2ABSTRACT洗手MATLABLANGUAGEISAWIDELYUSEDINENGINEERINGCALCULATIONANDNUMERICALANALYSISDOMAINNEWLANGUAGES,ANDMATLABPOWERFULFUNCTIONS,EASYTOOPERATE,PROGRAMMING,HIGHEFFICIENCY,FAVOREDBYTHEVASTNUMBEROFSCIENTIFICANDTECHNICALWORKERSWELCOMEESPECIALLYMATLABALSOHASSIGNALANALYSISTOOLBOX,WITHOUTTHENEEDTOHAVESTRONGABILITYOFPROGRAMMING,ITCANBEEASILYSIGNALANALYSIS,PROCESSINGANDDESIGN洗手MATLABFORDATAANALYSISANDDATAVISUALIZATION,ALGORITHMANDAPPLICATIONDEVELOPMENTPROVIDESTHEMOSTCOREOFMATHANDADVANCEDGRAPHICALTOOLACCORDINGTOPROVIDEITWITHTHEMORETHAN500MATHANDENGINEERINGFUNCTION,ENGINEERINGANDTECHNICALPERSONNELANDSCIENTIFICWORKERSMAYINITSINTEGRATIONENVIRONMENTINTERACTIVEORPROGRAMMINGTOCOMPLETETHEIRCALCULATIONSMATLABINTEGRATIONOFTHEPOWERFULSPEECHSIGNALPROCESSINGTOOLBOXBECAUSEOFMATLABLANGUAGEGRAMMATICALFEATURESANDCLANGUAGEISVERYSIMILAR,ANDSIMPLER,MOREINLINEWITHTHESCIENTIFICANDTECHNICALPERSONNELTOTHEMATHEMATICALEXPRESSIONOFTHEWRITTENFORM,ANDTHELANGUAGEPORTABILITYGOOD,EXTENSIBLE,PLUSONEISRICHINSPEECHSIGNALPROCESSINGFUNCTION,SOMATLABINSPEECHSIGNALPROCESSINGAPPLICATIONSOFGREATADVANTAGE洗手INORDERTOSTRENGTHENTHELEARNINGOFDIGITALSIGNALPROCESSINGTHEORYKNOWLEDGE,ENABLESTHESTUDENTTOTHESIGNALCOLLECTION,PROCESSINGANDTRANSMISSION,DISPLAYANDSTORAGE,ETCHAVEASYSTEMOFMASTERYANDUNDERSTANDING,METICULOUSLYARRANGEDCURRICULUMDESIGNOFCONTENTMAKINGAVIDEOPERSONALOWNVOICESIGNAL,ANDTHENTHERECORDINGOFSIGNALSAMPLING,DRAWAFTERSPEECHSIGNALSAMPLINGTIMEDOMAINWAVEFORMANDSPECTRUMDIAGRAMS,GIVENFILTERPERFORMANCEINDEX,THEWINDOWFUNCTIONMETHODANDBILINEARTRANSFORMATIONDESIGNFILTER,ANDDRAWTHEFILTERFREQUENCYRESPONSE,THENUSETHEDESIGNOFYOUROWNFILTERSTOSAMPLEDSIGNALFORFILTERANDDRAWTHEFILTEREDSIGNALWAVEFORMANDSPECTRUM,ANDTIMEDOMAINTOFILTERTHESIGNAL,COMPAREDBEFOREANDAFTERTHEANALYSISOFSIGNALCHANGES,PLAYBACKSPEECHSIGNAL,FINALLY,DESIGNASIGNALPROCESSINGSYSTEMINTERFACE洗手KEYWORDSMATLAB,THESPEECHSIGNALPROCESSING洗手31MATLAB简介洗手11MATLAB的概况洗手MATLAB是矩阵实验室（MATRIXLABORATORY）之意。洗手除具备卓越的数值计算能力外，吃饭它还提供了专业水平的符号计算，吃饭文字处理，吃饭可视化建模仿真和实时控制等功能。洗手洗手MATLAB的基本数据单位是矩阵，吃饭它的指令表达式与数学，吃饭工程中常用的形式十分相似，吃饭故用MATLAB来解算问题要比用C、BEEFFORTRAN等语言完相同的事情简捷得多。洗手洗手MATLAB包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包TOOLBOX。洗手工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。洗手功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算、BEEF可视化建模仿真、BEEF文字处理及实时控制等功能。洗手学科工具包是专业性比较强的工具包、BEEF控制工具包、BEEF信号处理工具包、BEEF通信工具包等都属于此类。洗手洗手开放性使MATLAB广受用户欢迎除内部函数外，吃饭所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，吃饭用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。洗手洗手12MATLAB的语言特点洗手MATLAB最突出的特点就是简洁。洗手MATLAB用更直观的，吃饭符合人们思维习惯的代码，吃饭代替了C和FORTRAN语言的冗长代码。洗手MATLAB给用户带来的是最直观，吃饭最简洁的程序开发环境。洗手以下简单介绍一下MATLAB的主要特点BEEF洗手1语言简洁紧凑，吃饭使用方便灵活，吃饭库函数极其丰富。洗手MATLAB程序书写形式自由，吃饭利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，吃饭压缩了一切不必要的编程工作。洗手由于库函数都由本领域的专家编写，吃饭用户不必担心函数的可靠性。洗手洗手2运算符丰富。洗手由于MATLAB是用C语言编写的，吃饭MATLAB提供了和C语言几乎一样多的运算符，吃饭灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短。洗手洗手3MATLAB既具有结构化的控制语句（如FOR循环，吃饭WHILE循环，吃饭BREAK语句和IF语句），吃饭又有面向对象编程的特性。洗手洗手4程序限制不严格，吃饭程序设计自由度大。洗手例如，吃饭在MATLAB里，吃饭用户无需对矩阵预定义就可使用。洗手洗手5程序的可移植性很好，吃饭基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。洗手洗手6MATLAB的图形功能强大。洗手在FORTRAN和C语言里，吃饭绘图都很不容易，吃饭但在MATLAB里，吃饭数据的可视化非常简单。洗手MATLAB还具有较强的编辑图形界面的能力。洗手洗手7MATLAB的缺点是，吃饭它和其他高级程序相比，吃饭程序的执行速度较慢。洗手由于MATLAB的程序不用编译等预处理，吃饭也不生成可执行文件，吃饭程序为解释执行，吃饭所以速度较慢。洗手洗手8功能强大的工具箱是MATLAB的另一特色。洗手MATLAB包含两个部分BEEF核心部分和各种可选的工具箱。洗手核心部分中有数百个核心内部函数。洗手其工具箱又分为两类BEEF功能性工具箱和学科性工具箱。洗手洗手9源程序的开放性。洗手开放性也许是MATLAB最受人们欢迎的特点。洗手除内部函数以外，吃饭所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，吃饭用户可通过对源文件的修改以及加入自己的文件构成新的工具箱。洗手洗手42语音信号的采集洗手首先利用WINDOWS下的录音机，吃饭录制一段自己的话音，吃饭时间在1S内，吃饭存为文件BEEFMUSICWAV。洗手然后在MATLAB软件平台下，吃饭利用函数WAVREAD对语音信号进行采样，吃饭记下采样频率和采样点数为BEEFPCM44100KHZ,16位。洗手通过WAVREAD函数的使用，吃饭我们能很快理解采样频率、BEEF采样位数等概念。洗手利用函数WAVREAD对语音信号的采集的程序如下BEEF洗手CLOSEALLBEEF洗手I1BEEF洗手X,FS,BITSWAVREADMUSICWAVBEEFXBEEF语音数据；BEEFFSBEEF采样频率；BEEFBITSBEEF采样点数洗手SOUNDX,FS,BITSBEEF话音回放洗手NLENGTHXBEEF洗手N0N1BEEF洗手FIGUREIBEEF洗手SUBPLOT2,1,1BEEF洗手PLOTN,XBEEF画出原始语音信号的波形洗手XLABELNBEEF洗手YLABELXNBEEF洗手TITLE原始语音信号BEEF洗手SUBPLOT2,1,2BEEF洗手H,FFREQZX,1,512,FSBEEF洗手PLOTF,20LOG10ABSHBEEF画出原始语音信号的频谱洗手XLABELNBEEF洗手YLABELXNBEEF洗手TITLE原始语音信号的频谱BEEF洗手文件名YWAVREAD洗手运行结果BEEFFS22050KHZ洗手BITS16洗手5洗手图1原始语音信号及其频谱洗手洗手洗手63语音信号的频谱分析洗手先画出语音信号的时域波形，吃饭然后对语音号进行快速傅里叶变换，吃饭得到信号的频谱特性。洗手语音信号的FFT频谱分析程序如下BEEF洗手FFFTX,NBEEF对语音号进行快速傅里叶变换,得出频谱洗手II1BEEF洗手FIGUREIBEEF洗手PLOTABSN,ABSFBEEF洗手XLABELKBEEF洗手YLABEL|YK|BEEF洗手TITLEFFT后的波形BEEF洗手运行结果BEEF洗手图2傅里叶变换后的频谱洗手74设计数字滤波器和画出其频率响应洗手要求用窗函数法和双线性变换法设计以下三种数字滤波器，吃饭其性能指标如下BEEF洗手A低通滤波器性能指标FB1000HZ,FC1200HZ,最大衰减AS100DB,最小衰减AP1DB；BEEF洗手B高通滤波器性能指标FS4800HZ,FB5000HZ,最大衰减AS100DB，吃饭最小衰减AP1DB；BEEF洗手C带通滤波器性能指标FB11200HZ，吃饭FB23000HZ，吃饭FC11000HZ,FC23200HZ，吃饭最大衰减AS100DB，吃饭最小衰减AP1DB；BEEF洗手41FIR滤波器的分析与设计洗手IIR滤波器的最大缺点是不容易实现线性相位，吃饭而在语音、BEEF图像、BEEF数据通信等系统中普遍都要求数字滤波器具有线性相位特性，吃饭FIR滤波器正是因为具有线性相位特性因而在各个科技领域都获得了广泛的应用。洗手设计FIR常用方法有窗函数法、BEEF频率采样法等，吃饭本次课程设计采用的是窗函数法。洗手洗手411窗函数法设计FIR滤波器洗手FIR滤波器的设计目标就是通过傅里叶变换，吃饭得到理想滤波器与近似数字滤波器在频域上的对应关系为，吃饭就称为窗函数。洗手用实际的系统函数逼近理想的系统函数时，吃饭其精确程度取决于窗函数的频率特性。洗手经过截取后，吃饭会带来误差，吃饭在频域上引起截断效应，吃饭称为吉布斯效应GIBBS。洗手为了改善这种情况，吃饭需要窗函数的主瓣宽度尽可能窄，吃饭以获得最小的过渡带；BEEF旁瓣相对值尽可能小，吃饭以使通带波纹小，吃饭并且阻带衰减大。洗手实际上，吃饭这两个要求并不能同时满足，吃饭如何设计尽量满足这两个条件的窗函数就是用窗函数的关键所在。洗手用窗函数设计FIR滤波器，吃饭需要根据给定的滤波器指标选择适当的窗函数和窗函数的宽度N。洗手洗手利用窗函数法设计FIR滤波器的步骤为BEEF洗手根据设计的技术要求确定待求滤波器的单位脉冲响应或频域响应。洗手洗手根据实际中对过渡带和阻带衰减的要求，吃饭选择窗函数的形式，吃饭并估计窗长度N。洗手洗手计算滤波器的单位脉冲响应。洗手洗手检验所设计的滤波器的性能，吃饭根据是否达到设计指标重复上述步骤。洗手洗手412FIR低通滤波器洗手4121程序设计及流程图洗手（1）程序设计洗手FP1000BEEFFS1200BEEFAS120BEEFFS22050BEEF确定技术指标洗手WP2PIFP/FSBEEFWS2PIFS/FSBEEF求归一化频率洗手WOWSWPBEEF求过渡带洗手BETA01102AS087BEEF求凯泽窗函数参数洗手NCEILAS8/2285/WOBEEF由过渡带决定N的值洗手WCWPWS/2/PIBEEF洗手BFIR1N,WC,KAISERN1,BETABEEF洗手HW,WFREQZB,1BEEF洗手FIGURE1BEEF洗手PLOTWFS/2/PI,20LOG10ABSHWBEEF绘制频率响应曲线洗手GRIDBEEF洗手TITLEFIR低通滤波器BEEF洗手（2）程序流程图洗手凯泽窗低通滤波器设计流程图如图3所示BEEF洗手洗手洗手洗手JJDJEWHE21NW开始确定模拟低通滤波器的技术指标技术指标从模拟到数字转换利用FIR1函数确定滤波器的实际单位脉冲响应HN利用FREQZ函数确定幅频响应作出凯泽窗低通滤波器的幅频响应曲线计算中心频率、过渡带宽，设定旁瓣高度ALFA结束8洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手图3凯泽窗低通滤波器设计流程图洗手4122输出结果仿真洗手洗手图4凯泽窗低通滤波器的幅频特性洗手413FIR高通滤波器洗手4131程序设计及流程图洗手（1）程序设计洗手FP5000BEEFFS4800BEEFFS22050BEEFAS135BEEF确定技术指标洗手WP2PIFP/FSBEEFWS2PIFS/FSBEEF求归一化频率洗手WOWPWSBEEF求过渡带洗手BETA01102AS087BEEF求凯泽窗函数参数洗手NCEILAS8/2285/WOBEEF由过渡带决定N的值洗手WCWPWS/2/PIBEEF洗手BFIR1N,WC,HIGH,KAISERN1,BETABEEF洗手HW,WFREQZB,1BEEF洗手FIGURE1BEEF洗手PLOTWFS/2/PI,20LOG10ABSHWBEEFGRIDBEEF洗手TITLEFIR高通滤波器的幅频特性BEEF洗手（2）程序流程图洗手12凯泽窗高通滤波器设计流程图如图5所示BEEF洗手14图5凯泽窗高通滤波器设计流程图洗手开始确定模拟高通滤波器的技术指标技术指标从模拟到数字转换利用FIR1函数确定滤波器的实际单位脉冲响应HN利用FREQZ函数确定幅频响应作出凯泽窗高通滤波器的幅频响应曲线计算中心频率、过渡带宽，设定旁瓣高度ALFA结束154132输出结果仿真洗手16洗手17图6凯泽窗高通滤波器的幅频特性洗手414FIR带通滤波器洗手4141程序设计及流程图洗手（1）程序设计洗手FB11000BEEFFC11200BEEFFB23000BEEFFC23200BEEF确定技术指标洗手RS120BEEFFS22050BEEF洗手WP12PIFC1/FSBEEFWS12PIFB1/FSBEEF求归一化频率洗手WP22PIFB2/FSBEEFWS22PIFC2/FSBEEF洗手WO1WP1WS1BEEFWO2WS2WP2BEEFWOMAXWO1,WO2BEEF求过渡带洗手BETA01102RS087BEEF求凯泽窗函数参数洗手NCEILRS8/2285/WOBEEF由过渡带决定N的值洗手WN1FB1FC1/FSBEEFWN2FB2FC2/FSBEEFWNWN1,WN2BEEF洗手BFIR1N,WN,BAND,KAISERN1,BETABEEF洗手HW,WFREQZB,1,512,FSBEEF洗手FIGURE1BEEF洗手PLOTW,20LOG10ABSHWBEEF绘制频率响应曲线洗手GRIDBEEF洗手TITLEFIR带通滤波器BEEF洗手（2）程序流程图洗手凯泽窗带通滤波器设计流程图如图7所示BEEF洗手图7凯泽窗带通滤波器设计流程图洗手4142输出结果仿真洗手开始确定模拟带通滤波器的技术指标技术指标从模拟到数字转换利用FIR1函数确定滤波器的实际单位脉冲响应HN利用FREQZ函数确定幅频响应作出凯泽窗带通滤波器的幅频响应曲线计算中心频率、过渡带宽，设定旁瓣高度ALFA结束18洗手图8凯泽窗带通滤波器的幅频特性洗手42IIR滤波器的分析与设计洗手421双线性变换法设计IIR滤波器洗手利用模拟滤波器来设计IIR数字滤波器是最常见的方法，吃饭其设计过程是按照技术要求设计模拟滤波器，吃饭得到其系统函数，吃饭然后经过一定的变换，吃饭得到满足要求的数字滤波SHA器的。洗手这种设计方法的优点是模拟滤波器的设计理论很成熟，吃饭有很多现成的公式、BEEFZH表格、BEEF图形、BEEF和曲线可以直接使用，吃饭从而使IIR数字滤波器的设计变得很简单。洗手洗手IIR数字滤波器的设计有两种方法BEEF脉冲响应不变法和双线性变换法。洗手本次课设采用的是双线性变换法。洗手洗手422IIR低通滤波器洗手4221程序设计及流程图洗手（1）程序设计洗手FP1000BEEFFS1200BEEFFS22050BEEF确定技术指标洗手AP1BEEFAS10BEEF洗手WP2PIFP/FSBEEF归一化，吃饭求得数字边缘频率洗手WS2PIFS/FSBEEF洗手TS1/FSBEEF洗手WAP2/TSTANWP/2BEEF将数字指标转换成模拟指标洗手WAS2/TSTANWS/2BEEF洗手N,WCBUTTORDWAP,WAS,AP,AS,SBEEF选择滤波器的最小阶数洗手Z,P,KBUTTAPNBEEF创建BUTTERWORTH模拟滤波器洗手BAP,AAPZP2TFZ,P,KBEEF洗手B,ALP2LPBAP,AAP,WCBEEF洗手19BZ,AZBILINEARB,A,FSBEEF用双线性变换法实现模拟滤波器到数字滤波器的转换洗手21H,WFREQZBZ,AZBEEF洗手22FIGURE1BEEF洗手23PLOTWFS/2PI,20LOG10ABSHBEEF绘制频率响应曲线洗手24GRIDBEEF洗手25AXIS0,3000,20,2BEEF洗手XLABEL频率HZBEEF洗手YLABEL幅度/DBBEEF洗手TITLE巴特沃兹低通滤波器BEEF洗手（2）程序流程图洗手巴特沃兹低通滤波器设计流程图如图9所示BEEF洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手图9巴特沃兹低通滤波器设计流程图洗手开始结束确定模拟低通滤波器的技术指标归一化，求数字边缘频率技术指标从数字到模拟转换确定滤波器的阶数N和WC计算归一化滤波器的零点，极点和增益模拟低通滤波器的系统函数模拟低通到模拟低通令WCWAP，反归一化双线性变换法实现HS到HZ的转化HZ的幅频特性作出HZ的幅频特性曲线264222输出结果仿真洗手洗手洗手图10巴特沃兹低通滤波器的幅频特性洗手洗手423IIR高通滤波器洗手4231程序设计及流程图洗手程序设计洗手FP5000BEEFFS4800BEEFFS22050BEEF确定技术指标洗手AP1BEEFAS10BEEF洗手WP2PIFP/FSBEEF归一化，吃饭求得数字边缘频率洗手WS2PIFS/FSBEEF洗手TS1/FSBEEF洗手WAP2/TSTANWP/2BEEF将数字指标转换成模拟指标洗手WAS2/TSTANWS/2BEEF洗手N,WCBUTTORDWAP,WAS,AP,AS,SBEEF选择滤波器的最小阶数洗手Z,P,KBUTTAPNBEEF创建BUTTERWORTH模拟滤波器洗手BAP,AAPZP2TFZ,P,KBEEF洗手B,ALP2HPBAP,AAP,WCBEEF洗手BZ,AZBILINEARB,A,FSBEEF用双线性变换法实现模拟滤波器到数字滤波器的转换洗手H,WFREQZBZ,AZBEEF洗手FIGURE1BEEF洗手PLOTWFS/2PI,20LOG10ABSHBEEF绘制频率响应曲线洗手GRIDBEEF洗手AXIS3000,6000,20,2BEEF洗手XLABEL频率HZBEEF洗手YLABEL幅度/DBBEEF洗手TITLE巴特沃兹高通滤波器BEEF洗手流程图洗手27巴特沃兹高通滤波器设计流程图如图11所示BEEF洗手洗手图11巴特沃兹高通滤波器设计流程图洗手4232输出结果仿真洗手开始结束确定模拟高通滤波器的技术指标归一化，求数字边缘频率技术指标从数字到模拟转换确定滤波器的阶数N和WC计算归一化滤波器的零点，极点和增益模拟高通滤波器的系统函数模拟低通到模拟高通令WCWAP，反归一化双线性变换法实现HS到HZ的转化HZ的幅频特性作出HZ的幅频特性曲线28洗手图12巴特沃兹低通滤波器的幅频特性洗手424IIR带通滤波器洗手4241程序设计及流程图洗手程序设计洗手FP11200BEEFFP23000BEEFFS11000BEEFFS23200BEEFFS22050BEEF确定技术指标洗手AP1BEEFAS10BEEF洗手WP12PIFP1/FSBEEFWP22PIFP2/FSBEEF归一化，吃饭求得数字边缘频率洗手WS12PIFS1/FSBEEFWS22PIFS2/FSBEEF洗手TS1/FSBEEF洗手WAP12/TSTANWP1/2BEEFWAP22/TSTANWP2/2BEEF洗手将数字指标转换成模拟指标洗手WAS12/TSTANWS1/2BEEFWAS22/TSTANWS2/2BEEF洗手WAPWAP1,WAP2BEEFWASWAS1,WAS2BEEF洗手W1WAP1WAS1/2BEEFW2WAP2WAS2/2BEEF洗手BWW2W1BEEF求带宽洗手WOSQRTW1W2BEEF洗手N,WCBUTTORDWAP,WAS,AP,AS,SBEEF选择滤波器的最小阶数洗手Z,P,KBUTTAPNBEEF创建BUTTERWORTH模拟滤波器洗手BAP,AAPZP2TFZ,P,KBEEF洗手B,ALP2BPBAP,AAP,WO,BWBEEF洗手BZ,AZBILINEARB,A,FSBEEF用双线性变换法实现模拟滤波器到数字滤波器的转换洗手H,WFREQZBZ,AZBEEF洗手FIGURE1BEEF洗手PLOTWFS/2PI,20LOG10ABSHBEEF绘制频率响应曲线洗手GRIDBEEF洗手AXIS800,5000,20,2BEEF洗手XLABEL频率HZBEEF洗手YLABEL幅度/DBBEEF洗手29TITLE巴特沃兹带通滤波器BEEF洗手流程图洗手巴特沃兹带通滤波器设计流程图如图11所示BEEF洗手图13巴特沃兹带通滤波器设计流程图洗手4242输出结果仿真洗手开始结束确定模拟带通滤波器的技术指标归一化，求数字边缘频率技术指标从数字到模拟转换确定滤波器的阶数N和WC计算归一化滤波器的零点，极点和增益模拟低通滤波器的系统函数模拟低通到模拟带通令WCWAP，反归一化双线性变换法实现HS到HZ的转化HZ的幅频特性作出HZ的幅频特性曲线30洗手图14巴特沃兹带通滤波器的幅频特性洗手315声音信号的滤波洗手滤波是把信号的某些频率分量分离出来或去掉的过程，吃饭能完成这种功能的器件就称为滤波器。洗手利用前面设计好的各种滤波器来实现对某些声音信号的滤波，吃饭从而改变输入信号所包含的频率成分的相对比例或滤出某些频率成分。洗手洗手51对信号进行滤波的流程洗手1利用WAVREAD函数把指定路径下的WAV格式的声音文件读入矢量中，吃饭采用自己录制的音乐，吃饭采样率是22050HZ。洗手洗手XWAVREADFEWB512JIEWAVBEEF洗手2利用SOUND函数对原始语音信号进行回放。洗手洗手SOUNDX,22050BEEF洗手3利用FILTER函数对样本信号进行滤波处理，吃饭以设计好的IIR滤波器为例，吃饭洗手YFILTERBZ,AZ,XBEEF洗手4利用SOUND函数对原始语音信号进行回放。洗手洗手SOUNDY,FSBEEF洗手5利用PLOT函数分别作出信号在滤波前后的时域波形图并比较。洗手洗手PLOTXBEEFPLOTY洗手6利用FFT函数对滤波前后的信号进行1024点的快速傅里叶变换FFT，吃饭采用一次基2按时间抽取。洗手洗手XFFTX,1024BEEFYFFTY,1024BEEF洗手FFS0511/1024BEEF洗手7利用PLOT函数分别作出信号在滤波前后的频域波形图并进行比较。洗手洗手PLOTF,ABSX1512BEEF洗手PLOTF,ABSY1512BEEF洗手具体程序见附录。洗手洗手洗手52对信号进行滤波的仿真洗手由于使用的是同一个原始语音信号，吃饭所以无论经IIR还是经FIR滤波器滤波后的波形都一样。洗手以下分别作出了信号在滤波前后的时域和频域的波形，吃饭通过观察图形，吃饭我们可以判断BEEF使用不同类型的滤波器，吃饭则声音信号的相应频段上的能量被过滤掉了，吃饭其余部分则保留下来，吃饭所以设计的滤波器基本满足技术要求。洗手洗手521滤波前后的时域对比洗手低通滤波前后的时域波形如图15所示BEEF洗手32洗手图15低通滤波前后的时域波形洗手高通滤波前后的时域波形如图16所示BEEF洗手洗手图16高通滤波后的时域波形洗手带通滤波前后的时域波形如图17所示BEEF洗手33洗手图17带通滤波后的时域波形洗手522滤波前后的频域对比洗手原始语音信号滤波前的频谱图如图18所示BEEF洗手洗手图18原始语音信号滤波前的频谱图洗手低通滤波后的频谱图如图19所示BEEF洗手洗手34图19低通滤波后的频谱图洗手高通滤波后的频谱图如图21所示BEEF洗手洗手图21高通滤波后的频谱图洗手带通滤波后的频谱图如图20所示BEEF洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手图20带通滤波后的频谱图洗手洗手洗手洗手6总结及心得体会洗手通过这次的课程设计，吃饭我对MATLAB这个软件有了新的更深的认识，吃饭也进一步熟悉了MATLAB的使用，吃饭感觉到MATLAB软件功能的强大，吃饭大大增加了我对MATLAB的兴趣。洗手洗手这次个人语音信号处理里，吃饭比较重要的函数有WAVREAD函数、BEEFSOUND函数等，吃饭通过上网和在图书馆查找相关书籍，吃饭了解了他们的基本用法。洗手关于滤波也是很重要的一部分，吃饭有FIR滤波器和IIR滤波器的设计。洗手通过自主学习，吃饭我很快地掌握编程方法和解决实际问题的技巧，吃饭取得了良好的效果，吃饭同时加强了理论和实际结合的能力，吃饭培养了我们的综合设计能力与实际工作能力。洗手它可以让我们把平时所学到的知识真正的运用于实际，吃饭让我们体会到专业课学习的乐趣。洗手课程设计的过程中，吃饭我们通过交流和讨论，吃饭可以发现自身的不做，吃饭找出差距，吃饭共同进步。洗手洗手总的来说，吃饭这次课设使自己进一步巩固了MATLAB和信号系统方面的知识，吃饭加强了理论与实践的联系，吃饭为以后的学习打下了坚实的基础。洗手虽然并未得到让自己很满意的效果，吃饭但是我也从中学到了很多在课本中学不到的东西。洗手通过这次的课程设计，吃饭让我对课本上较少涉及的东西有了进一步的了解，吃饭也对MATLAB设计产生了浓厚的兴趣，吃饭这对我们的思考能力和动手能力有了很大帮助。洗手洗手357参考文献洗手1数字信号处理原理及MATLAB实现丛玉良北京BEEF电子工业出版社，吃饭2009洗手2数字信号处理与应用李正周北京BEEF清华大学出版社，吃饭2008洗手3MATLAB信号处理与应用董长虹，吃饭余啸海北京BEEF国防工业出版社，吃饭2005洗手4MATLAB70辅助信号处理技术及应用电子工业出版社2005洗手5数字信号处理教程MATLAB释义与实现陈怀琛主编电子工业出版社200406洗手6MATLAB语言以及在电子信息工程中的应用王洪元主编清华出版社200412洗手洗手洗手洗手洗手35附录洗手声音信号的滤波部分程序洗手FIR低通滤波器BEEF洗手YLABEL幅度/DBBEEFXLABEL频率/HZBEEFAXIS0,8000,200,10BEEF洗手XWAVREADFAPPLICATIONSMATLAB7WORKMUSICWAVBEEF洗手利用函数WAVREAD对原始语音信号进行采样洗手SOUNDX,22050BEEF回放原始语音信号洗手PAUSEBEEF洗手YFILTERB,1,XBEEF语音信号经滤波器滤波洗手SOUNDY,22050BEEF播放滤波后的信号洗手FIGURE2BEEFSUBPLOT2,1,1BEEFSTEMXBEEF输出原始语音信号的脉冲响应洗手TITLE输入信号时域波形BEEF洗手XLABELF/HZBEEFYLABEL幅度BEEFSUBPLOT2,1,2BEEF洗手STEMYBEEF输出原始语音信号经滤波器滤波后的脉冲响应洗手TITLE输出信号时域波形BEEF洗手XLABELF/HZBEEFYLABEL幅度BEEF洗手PAUSEBEEF洗手FIGURE3BEEF洗手XFFTX,1024BEEF对滤波后的信号进行傅里叶变换并进行1024点采样洗手YFFTY,1024BEEF对原始语音信号进行傅里叶变换并进行1024点采样洗手FFS01023/1024BEEF洗手SUBPLOT2,1,1BEEFPLOTF,ABSXBEEF输出原始语音信号频谱图洗手TITLE原始语音信号的FFT波形BEEF洗手YLABEL幅度BEEFXLABEL频率/HZBEEFAXIS0,8000,0,1BEEFSUBPLOT2,1,2BEEF洗手PLOTF,ABSYBEEF输出原始语音信号经滤波器滤波后的频谱图洗手TITLE原始语音信号经滤波器滤波后的FFT波形BEEF洗手YLABEL幅度BEEFXLABEL频率/HZBEEF洗手AXIS0,8000,0,1BEEF洗手洗手FIR高通滤波器BEEF洗手YLABEL幅度/DBBEEFXLABEL频率/HZBEEFAXIS0,10000,200,10BEEF洗手XWAVREADFAPPLICATIONSMATLAB7WORKMUSICWAVBEEF洗手利用函数WAVREAD对原始语音信号进行采样洗手SOUNDX,22050BEEF回放原始语音信号洗手PAUSEBEEF洗手YFILTERB,1,XBEEF语音信号经滤波器滤波洗手SOUNDY,22050BEEF播放滤波后的信号洗手FIGURE2BEEFSUBPLOT2,1,1BEEFSTEMXBEEF输出原始语音信号的脉冲响应洗手TITLE输入信号时域波形BEEF洗手XLABELF/HZBEEFYLABEL幅度BEEFSUBPLOT2,1,2BEEF洗手STEMYBEEF输出原始语音信号经滤波器滤波后的脉冲响应洗手TITLE输出信号时域波形BEEF洗手XLABELF/HZBEEFYLABEL幅度BEEF洗手PAUSEBEEF洗手35FIGURE3BEEF洗手XFFTX,1024BEEF对滤波后的信号进行傅里叶变换并进行1024点采样洗手YFFTY,1024BEEF对原始语音信号进行傅里叶变换并进行1024点采样洗手FFS01023/1024BEEF洗手SUBPLOT2,1,1BEEFPLOTF,ABSXBEEF输出原始语音信号频谱图洗手TITLE原始语音信号的FFT波形BEEF洗手YLABEL幅度BEEFXLABEL频率/HZBEEFAXIS0,10000,0,1BEEF洗手SUBPLOT2,1,2BEEFPLOTF,ABSYBEEF输出原始语音信号经滤波器滤波后的频谱图洗手TITLE原始语音信号经滤波器滤波后的FFT波形BEEF洗手YLABEL幅度BEEFXLABEL频率/HZBEEF洗手AXIS0,10000,0,01BEEF洗手洗手FIR带通滤波器BEEF洗手YLABEL幅度/DBBEEFXLABEL频率/HZBEEFAXIS0,8000,200,10BEEF洗手XWAVREADFAPPLICATIONSMATLAB7WORKMUSICWAVBEEF洗手利用函数WAVREAD对原始语音信号进行采样洗手SOUNDX,22050BEEF回放原始语音信号洗手PAUSEBEEF洗手YFILTERB,1,XBEEF语音信号经滤波器滤波洗手SOUNDY,22050BEEF播放滤波后的信号洗手FIGURE2BEEFSUBPLOT2,1,1BEEFSTEMXBEEF输出原始语音信号的脉冲响应洗手TITLE输入信号时域波形BEEF洗手XLABELF/HZBEEFYLABEL幅度BEEFSUBPLOT2,1,2BEEF洗手STEMYBEEF输出原始语音信号经滤波器滤波后的脉冲响应洗手TITLE输出信号时域波形BEEF洗手XLABELF/HZBEEFYLABEL幅度BEEF洗手PAUSEBEEF洗手FIGURE3BEEF洗手XFFTX,1024BEEF对滤波后的信号进行傅里叶变换并进行1024点采样洗手YFFTY,1024BEEF对原始语音信号进行傅里叶变换并进行1024点采样洗手FFS01023/1024BEEF洗手SUBPLOT2,1,1BEEFPLOTF,ABSXBEEF输出原始语音信号频谱图洗手TITLE原始语音信号的FFT波形BEEF洗手YLABEL幅度BEEFXLABEL频率/HZBEEFAXIS0,8000,0,1BEEFSUBPLOT2,1,2BEEF洗手PLOTF,ABSYBEEF输出原始语音信号经滤波器滤波后的频谱图洗手TITLE原始语音信号经滤波器滤波后的FFT波形BEEF洗手YLABEL幅度BEEFXLABEL频率/HZBEEF洗手AXIS0,8000,0,1BEEF洗手洗手洗手IIR低通滤波器BEEF洗手X1WAVREADFAPPLICATIONSMATLAB7WORKMUSICWAVBEEF洗手利用函数WAVREAD对原始语音信号进行采样洗手SOUNDX1,22050BEEF回放原始语音信号洗手PAUSEBEEF洗手35FIGURE2洗手F1FILTERBZ,AZ,X1BEEF语音信号经滤波器滤波洗手SOUNDF1,22050BEEF播放滤波后的信号洗手SUBPLOT2,1,1BEEF洗手PLOTX1BEEF画出滤波前的时域图洗手TITLE滤波前的时域波形BEEF洗手XLABELF/HZBEEFYLABEL幅度BEEFSUBPLOT2,1,2BEEF洗手PLOTF1BEEF画出滤波后的时域图洗手TITLE滤波后的时域波形BEEF洗手XLABELF/HZBEEFYLABEL幅度BEEF洗手PAUSEBEEF洗手FIGURE3洗手YFFTF1,1024BEEF对滤波后的信号进行傅里叶变换并进行1024点采样洗手FFS0511/1024BEEF洗手Y1FFTX1,1024BEEF对原始语音信号进行傅里叶变换并进行1024点采样洗手SUBPLOT2,1,1BEEFPLOTF,ABSY11512BEEF画出原语音信号滤波前的频谱洗手TITLE原语音信号滤波前的