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文档简介

语音信号去噪数字滤波器的设计,答辩人：指导教师：,主要内容,1.研究目的和意义,2.语音信号的采集与处理,4.语音信号除噪,5.结论,3.数字滤波器的设计,掺杂的噪声不但降低了语音质量和语音的可懂度，严重时将导致不可预知的不良效果，所以，研究语音信号的除噪具有实际的意义。,1.研究目的和意义,语音是人类获取知识和各种各样信息的重要手段和最初来源，但在获取语音的过程中，不可避免的会受到外界环境的干扰和影响。,2.语音信号的采集与处理,将话筒接入计算机的语音输入插口上，按下录音按钮,录制一段语音信号,如下图1所示。,图1语音信号的采集,图2语音信号时域波形,图3语音信号频谱,语音信号有两个特点：,1.时域范围内的随机性、短时间的稳定性。,2.语音频谱范围在3003400Hz内。,2.语音信号的采集与处理,语音信号的时域、频谱分析,语音信号加噪与频谱分析,加噪后的语音信号在幅度0附近多出了高频成分，使语音信号显得更加紧凑。,图4加噪后语音信号,2.语音信号的采集与处理,加噪后频谱在3.8KHz处多出高频脉冲成分，听觉上是很刺耳很不舒适的噪音，导致原有信号听着比较模糊。,加噪前后语音信号频谱对比图如下所示,图5加噪前后语音信号频谱对比图,2.语音信号的采集与处理,3.数字滤波器的设计,FIR数字滤波器的参数如下：,通带截止频率=0.2,阻带衰减As40dB,过渡带宽度40dB，汉明窗和汉宁窗都满足要求，若再考虑从滤波器节数最小的原则出发，这里选用汉宁窗。,也可取N=21,3.数字滤波器的设计,(1)由给定的指标确定窗函数和长度N,FIR滤波器的窗函数设计法,(4)求滤波器的单位取样响应h(n),3.数字滤波器的设计,(2)确定时延值,(3)求理想的单位脉冲响应,FIR滤波器的窗函数设计法,滤波器的编程实现,按此要求设计的FIR数字低通滤波器的归一化频率如下,图6频率特性曲线,3.数字滤波器的设计,用设计的滤波器对加噪语音信号进行滤波除噪,图7频率特性曲线,该低通滤波器滤除高频信号，保留低频语音信号，符合设计滤除高频噪音保留低频原始语音信号的特点。,4.语音信号除噪,加噪语音通过该低通滤波器之后，保留了低频信号，滤除高频信号，使语音听着不再尖锐刺耳，这说明已经达到了滤除高频噪音信号的目的。,4.语音信号除噪,图8滤波前后语音信号频谱的比较,由该对比波形得知，滤波前后的信号密度明显减小，这是滤除了高频噪音保留了低频语音信号的结果。,图9滤波前后信号的波形比较,4.语音信号除噪,5.结论,文中先利用窗函数法来设计FIR数字滤波器，然后用该滤波器对加噪后的语音信号进行除噪，最后用Matlab仿真说明所
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