基于MATLAB的语音信号的时、频域分析课程设计

1 摘要行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。本次设计介绍了基于的对语音信号的采集，处理及滤波器的设计，并使之实现的过程。2 目录 1 1.1理论原理信号对于非周期性采样的采样器没有规则限制。通俗的讲采样频率是指计算机每的质量标准。采样频率越高，即采样的间隔时间越短，则在单位时间内计算机得到的声音样本数据就越多，对声音波形的表示也越精确。在进行模拟数字信号的转换过程中，当采样频率大于信号中最高频率的倍时，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的~倍；采样定理又称奈奎斯特定理。1.1.4时域信号的FFT分析信号的频谱分析就是计算信号的傅立叶变换。连续信号与系统的傅立叶分析显然不便于用计算机进行计算，使其应用受到限制。而是一种时域和频域均离散化的变换，适合数值运算，成为用计算机分析离散信号和系统的有力工具。对连续信号和系统，可以通过时域采样，应用进行近似谱分析。2 数字滤波器系统函数：bzrjk其中称为阶数字滤波器系统函数。滤波器设计方法有间接和直接法，间接法是借助于模拟滤波器的设计方法进行的。其步骤是：先设计过度模拟滤波器得到系统函数，然后将()按某种方法转换成数字滤波器的系统函数。利用有限脉冲响应设计滤波器。有限脉冲响应滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，很容易做到有严格的线性相位特性。用表示滤波器单位脉冲响应的长度，其系统函数()为n=0()是的次多项式，它在平面上有个零点，在原点处有一个重极点。因此，永远稳定。稳定和线性相位是滤波器最突出的优点。各种不同类型滤波器的性能比较巴特沃斯滤波器具有单调下降的幅频特性；切比雪夫滤波器的幅频特性在通带或阻带有波纹特性，可以提高选择性；贝塞尔滤波器通带内有较好的线性相位特性；椭圆滤波器的选择性相对前三种是最好的，但通带和阻带内均呈现等波纹幅频特性，线性特性的非线性稍重。数字滤波器最大的优点是给定一组指标时，它的阶数要比相同组的滤波器低得多。数字滤波器的设计方法是利用模拟滤波器成熟的理论及设计图进行的，因而保留了一些典型模拟滤波器优良的幅度特性。但设计中只考虑了幅度特性，没考虑相位特性，所设计的滤波器一般是某种确定的非线性相位特性。为了得到线性相位特性，对滤波器必须另外增加相位校正网络。滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，很容3 易做到有严格的线性相位特性。稳定和线性相位是滤波器最突出的优Nn=0为变换的区间长度。2信号采集及读取用录音工具录一段自己的声音，转化为的文件夹下的文件夹中。在格式的文件，然后保存到函数对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。函数调用格式：读取所规定的文件，返回采样值放在向量()；回放语音信号‘原始信号波形’45信号的长度号加入噪声加噪语音信号的时域波形加噪语音信号的频域波形时间幅度64数字滤波器设计设计IIR带通滤波器7 滤波器长度，朝正无穷方向舍入因为衰减不小于，所以选择海明窗，这里得到明窗的时域响应8FIR低通滤波器9 行滤波，在MATLAB中FIR后的波形及频谱如下图。R 前信号的频谱时间幅度通过这次课程设计，