课程设计-加噪和滤波.ppt

1、数字信号处理课程设计,课程设计目的,学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法； 掌握在Windows环境下语音信号采集的方法； 掌握数字信号处理的基本概念、基本理论 和基本方法； 掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法； 学会用MATLAB对信号进行分析和处理。,课程设计内容,1、录制一段语音信号，对语音信号进行频谱分析； 2、给原始的语音信号加噪声，画出加噪后的语音信号进行频谱分析； 3、设计性能良好的滤波器对信号进行滤波； 4、对语音进行回放，并与滤波后的语音信号对比。,语音信号的获取,用windows录音机录一段话，时间在3秒以内。 （开始程序附件娱乐录音机，文

2、件属性立即转换8000KHz，8位，单声道） 在MATLAB软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，并画出它的时域波形和频谱。,用MATLAB对原始语音信号进行分析，画出它的时域波形和频谱,clear all; clc; fs=22050; %语音信号采样频率为22050 x1=wavread(C:1.wav); 读取语音信号的数据，赋给变量x1 t=(0:length(x1)-1)/22050; y1=fft(x1,2048); %对信号做2048点FFT变换 f=fs*(0:1023)/2048; figure(1) plot(t,x1) %做原始语音信号的时域图形,grid

3、 on;axis tight; title(原始语音信号); xlabel(time(s); ylabel(幅度); figure(2) plot(f,abs(y1(1:1024) %做原始语音信号的FFT频谱图 grid on;axis tight; title(原始语音信号FFT频谱) xlabel(Hz); ylabel(幅度);,原始语音信号波形及频谱,产生噪声信号及噪声与信号叠加,clear all; clc; fs=22050; x1=wavread(C:1.wav); %读取语音信号的数据，赋给变量x1 t=(0:length(x1)-1)/22050; f=fs*(0:1023

4、)/2048; Au=0.05; d=Au*cos(2*pi*3800*t); %噪声为3.8kHz的余弦信号 x2=x1+d; y1=fft(x1,2048); y2=fft(x2,2048); figure(1) plot(t,x2) grid on;axis tight;,title(加噪后的信号); xlabel(time(s); ylabel(幅度); figure(2) subplot(2,1,1); plot(f,abs(y1(1:1024);grid on;axis tight; title(原始语音信号频谱); xlabel(Hz);ylabel(幅度); subplot(2

5、,1,2); plot(f,abs(y2(1:1024);grid on;axis tight; title(加噪语音信号频谱); xlabel(Hz);ylabel(幅度);,加噪声后的信号波形,加噪声前后信号频谱对比,设计低通滤波器,clear all; clc; fs=22050; x1=wavread(C:1.wav); %读取语音信号的数据，赋给变量x1 t=(0:length(x1)-1)/22050; f=fs*(0:1023)/2048; Au=0.05; d=Au*cos(2*pi*3800*t); %噪声为3.8kHz的余弦信号 x2=x1+d;,wp=0.3*pi; ws

6、=0.35*pi; Rp=1; Rs=15; Fs=8000; Ts=1/Fs; wp1=2/Ts*tan(wp/2); %将模拟指标转换成数字指标 ws1=2/Ts*tan(ws/2); N,Wn=buttord(wp1,ws1,Rp,Rs,s); %选择滤波器的最小阶数 Z,P,K=buttap(N); %创建butterworth模拟滤波器 Bap,Aap=zp2tf(Z,P,K); b,a=lp2lp(Bap,Aap,Wn);,滤波,bz,az=bilinear(b,a,Fs); %用双线性变换法实现模拟滤波器到数字滤波器的转换 H,W=freqz(bz,az); %绘制频率响应曲线

7、figure(1) plot(W*Fs/(2*pi),abs(H) grid on;axis tight; xlabel(频率（Hz）) ylabel(频率响应) title(Butterworth) f1=filter(bz,az,x2);,figure(2) subplot(2,1,1) plot(t,x2) %画出滤波前的时域图 grid on;axis tight; title(滤波前的时域波形); subplot(2,1,2) plot(t,f1); %画出滤波后的时域图 grid on;axis tight; title(滤波后的时域波形); y3=fft(f1,2048);,滤波

8、,figure(3) y2=fft(x2,2048); subplot(2,1,1); plot(f,abs(y2(1:1024); %画出滤波前的频谱图 grid on;axis tight; title(滤波前的频谱) xlabel(Hz); ylabel(幅度);,subplot(2,1,2) plot(f,abs(y3(1:1024); %画出滤波后的频谱图 grid on;axis tight; title(滤波后的频谱) xlabel(Hz); ylabel(幅度); sound(x1,8000);,滤波,设计高通滤波器,clear all; clc; fs=22050; x1=w

9、avread(C:1.wav); %读取语音信号的数据，赋给变量x1 t=(0:length(x1)-1)/22050; f=fs*(0:1023)/2048; Au=0.05; d=Au*cos(2*pi*3800*t); %噪声为3.8kHz的余弦信号 x2=x1+d;,wp=4400*2*pi; wp1=wp*2*pi; ws=4000*2*pi; ws1=ws*2*pi; rp=0.3; rs=15; Fs=300000; N,Wn=cheb2ord(wp1,ws1,rp,rs,s); %选择滤波器的最小阶数 Z,P,K=cheb2ap(N,rs); %创建butterworth模拟滤

10、波器 A,B,C,D=zp2ss(Z,P,K); AT,BT,CT,DT=lp2hp(A,B,C,D,Wn); AT1,BT1,CT1,DT1=bilinear(AT,BT,CT,DT,Fs); num,den=ss2tf(AT1,BT1,CT1,DT1); H,W=freqz(num,den); %绘制频率响应曲线,滤波,figure(1) plot(W*Fs/(2*pi),abs(H) grid on;axis tight; xlabel(频率（Hz）) ylabel(频率响应) title(Butterworth) f1=filter(num,den,x2); figure(2) sub

11、plot(2,1,1) plot(t,x2) %画出滤波前的时域图 grid on;axis tight; title(滤波前的时域波形); subplot(2,1,2) plot(t,f1); %画出滤波后的时域图 grid on;axis tight; title(滤波后的时域波形); y3=fft(f1,2048);,figure(3) y2=fft(x2,2048); subplot(2,1,1); plot(f,abs(y2(1:1024); %画出滤波前的频谱图 grid on;axis tight; title(滤波前的频谱) xlabel(Hz); ylabel(幅度); subplot(2,1,2) plot(f,abs(y3(1:1024); %画出滤波后的频谱图 grid on;axis tight; title(滤波后的频谱)