数字信号处理期末综合实验报告.pdf

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使误差不断累积,有时会产生微弱的寄生振荡。zvpgeqJ1hk<1)IIR数字滤波器的相位特性不好控制,对相位要求较高时,需加相位校准网络。FIR滤波器则要求较低。NrpoJac3v1<2)IIR滤波器运算误差大,有可能出现极限环振荡,FIR相比之下运算误差较小,不会出现极限环振荡。:..仅供交流学****勿作商业用途<3)IIR幅频特性精度很高,不是线性相位的,可以应用于对相位信息不敏感的音频信号上;<4)与FIR滤波器的设计不同,IIR滤波器设计时的阶数不是由设计者指定,而是根据设计者输入的各个滤波器参数<截止频率、通带滤纹、阻带衰减等),由软件设计出满足这些参数的最低滤波器阶数。在MATLAB下设计不同类型IIR滤波器均有与之对应的函数用于阶数的选择。1nowfTG4KI<5)IIR单位响应为无限脉冲序列FIR单位响应为有限的<6)FIR幅频特性精度较之于iir低,但是线性相位,就是不同频率分量的信号经过FIR滤波器后他们的时间差不变。这是很好的性质。fjnFLDa5Zo<7)IIR滤波器有噪声反馈,而且噪声较大,FIR滤波器噪声较小。FIR幅频特性精度较之于IIR低,但是线性相位,就是不同频率分量的信号经过FIR滤波器后他们的时间差不变,这是很好的性质。,语音的频谱和语音回放,能明显的感觉到加入噪声后回放的声音与原始的语音信号有很大的不同,前者随较尖锐的干扰啸叫声。从含噪语音信号的频谱图中可以看出含噪声的语音信号频谱,在整个频域范围内分是布均匀。其实,这正是干扰所造成的。通过滤波前后的对比,低通滤:..仅供交流学****勿作商业用途波后效果最好,高通滤波后的效果最差。由此可见,语音信号主要分布在低频段,而噪声主要分布在高频段。HbmVN777sL五、实验总结基于Matlab的语音信号去噪及仿真课题的特色在于它将语音信号看作一个向量,于是就把语音数字化了。那么,就可以完全利用数字信号处理的知识来解决语音及加噪处理问题。我们可以像给一般信号做频谱分析一样,来对语音信号做频谱分析,也可以较容易的用数字滤波器来对语音进行滤波处理。通过比较加噪前后,语音的频谱和语音回放,能明显的感觉到加入噪声后回放的声音与原始的语音信号有很大的不同,前者随较尖锐的干扰啸叫声。从含噪语音信号的频谱图中可以看出含噪声的语音信号频谱,在整个频域范围内分是布均匀。其实,这正是干扰所造成的。通过两种滤波器滤波前后的对比,可知FIR滤波器和IIR滤波器的优缺点,低通滤波后效果最好,高通滤波后的效果最差。由此可见,语音信号主要分布在低频段,而噪声主要分布在高频段。V7l4jRB8Hs六、参考文献[1],数字信号处理实验指导书,电子工业出版社,2005年1月[2]胡航,语音信号处理,哈尔滨工业大学出版社,2000年5月[3][M].武汉:华中科技大学出版社,2005年3月:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途七、附录附录1Ft=8000。%设置抽样频率为8000HzFp=1000。%设置通带边界为1000HzFs=1200。%设置阻带边界为1200Hzwp=2*Fp/Ft。%计算归一化通带边界角频率ws=2*Fs/Ft。%计算归一化阻带边界角频率rp=1。%设置通带纹波为1dBrs=50。%设置阻带衰减为50dBp=1-10.^(-rp/20>。%通带阻带波纹s=10.^(-rs/20>。fpts=[wpws]。mag=[10]。dev=[ps]。[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev>。%kaiserord求阶数截止频率83lcPA59W916/31:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途b21=fir1(n21,wn21,Kaiser(n21+1,beta>>。%由fir1设计滤波器[h,w]=freqz(b21,1>。%得到频率响应plot(w/pi,abs(h>>。%绘制FIR低通滤波器title('FIR低通滤波器'>。%标题附录2Ft=8001。%设置抽样频率为8001HzFp=4000。%设置通带边界为4000HzFs=3500。%设置阻带边界为3500Hzwp=2*Fp/Ft。%计算归一化通带边界角频率ws=2*Fs/Ft。%计算归一化阻带边界角频率rp=1。%设置通带纹波为1dBrs=50。%设置阻带衰减为50dBp=1-10.^(-rp/20>。%通带阻带波纹s=10.^(-rs/20>。fpts=[wswp]。17/31:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途mag=[01]。dev=[ps]。[n23,wn23,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev>。%kaiserord求阶数截止频率mZkklkzaaPb23=fir1(n23,wn23,'high',Kaiser(n23+1,beta>>。%由fir1设计滤波器AVktR43bpw[h,w]=freqz(b23,1>。%得到频率响应plot(w*12000*,abs(h>>。%绘制FIR高通滤波器title('FIR高通滤波器'>。%标题axis([]>。%确定横纵坐标的范围附录3Ft=8000。%设置抽样频率为8000HzFp=1000。%设置通带边界为1000HzFs=1200。%设置阻带边界为1200Hzwp=2*pi*Fp/Ft。%计算归一化通带边界角频率ws=2*pi*Fs/Ft。%计算归一化阻带边界角频率18/31:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途fp=2*Ft*tan(wp/2>。%计算通带边界频率fs=2*Fs*tan(wp/2>。%计算阻带边界频率[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,'s'>。%求低通滤波器的阶数和截止频率[b11,a11]=butter(n11,wn11,'s'>。%利用butter求S域的频率响应的参数ORjBnOwcEd[num11,den11]=bilinear(b11,a11,>。%双线性变换实现S域到Z域的变换2MiJTy0dTT[h,w]=freqz(num11,den11>。%根据参数求出频率响应plot(w*8000*,abs(h>>。%绘制IIR低通滤波器title('IIR低通滤波器'>。%标题legend('用butter设计'>。%添加图例的标注grid。%使绘制的图有网格附录4Ft=8001。%设置抽样频率为8001HzFp=4000。%设置通带边界为4000Hz19/31:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途Fs=3500。%设置阻带边界为3500Hzwp1=tan(pi*Fp/Ft>。%通带到低通滤波器参数转换ws1=tan(pi*Fs/Ft>。%阻带到低通滤波器参数转换wp=1。%计算归一化通带边界角频率ws=wp1*wp/ws1。%计算归一化阻带边界角频率[n13,wn13]=cheb1ord(wp,ws,1,50,'s'>。%求模拟的低通滤波器阶数和截止频gIiSpiue7A[b13,a13]=cheby1(n13,1,wn13,'s'>。%利用cheby1求S域的频率响应的参数uEh0U1Yfmh[num,den]=lp2hp(b13,a13,wn13>。%将S域低通参数转为高通的[num13,den13]=bilinear(num,den,>。%利用双线性变换实现S域到Z域转IAg9qLsgBX[h,w]=freqz(num13,den13>。%得到频率响应plot(w*21000*,abs(h>>。%绘制IIR高通滤波器title('IIR高通滤波器'>。%标题legend('用cheby1设计'>。%添加图例的标注20/31:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途附录5[x,fs,bits]=wavread(''>。%利用MATLAB中的wavread命令来读入<采集)语音信号,将它赋值给某一向量WwghWvVhPEsound(x,fs,bits>。%播放语音信号X=fft(x,100000>。%对信号做50000点FFT变换magX=abs(X>。%求幅度angX=angle(X>。%求相位plot(x>。title('原始信号波形'>。%绘制原始信号的波形plot(X>。title('原始语音信号采样后的频谱图'>%绘制原始语音信号采样后的频谱图附录6[y,fs,bits]=wavread(''>。%利用MATLAB中的wavread命令来读入<采集)语音信号,将它赋值给某一向量asfpsfpi4ksound(y,fs>%播放语音信号n=length(y>%计算向量y的长度21/31:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途y_p=fft(y,n>。%对向量y进行fft变换f=fs*(0:n/2-1>/n。%对应点的频率figure(1>%建立第一幅图subplot(2,1,1>。%分配绘制的位置为第一块位置plot(y>。%绘制原始语音信号采样后时域波形title('原始语音信号采样后时域波形'>。%标题xlabel('时间轴'>%标注X轴ylabel('幅值A'>%标注Y轴subplot(2,1,2>。%分配绘制的位置为第二块位置plot(f,abs(y_p(1:n/2>>>。%绘制原始语音信号采样后的频谱图title('原始语音信号采样后的频谱图'>。xlabel('频率Hz'>。%标注X轴ylabel('频率幅值'>。%标注Y轴L=length(y>%计算向量y的长度noise=*randn(L,2>。%设置加入的随机噪声函数22/31:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途y_z=y+noise。%将原始信号与随机噪声函数相叠加sound(y_z,fs>%试听加入随机噪声函数的信号n=length(y>。%计算向量y的长度y_zp=fft(y_z,L>。%对加入正弦噪声向量y进行fft变换f=fs*(0:L/2-1>/L。%计算对应点的频率figure(2>%建立第二幅图subplot(2,1,1>。%分配绘制的位置为第一块位置plot(y_z>。%绘制加噪语音信号时域波形title('加噪语音信号时域波形'>。%标题xlabel('时间轴'>%标注X轴ylabel('幅值A'>%标注Y轴subplot(2,1,2>。%分配绘制的位置为第二块位置plot(f,abs(y_zp(1:L/2>>>。%绘制加噪语音信号频谱图title('加噪语音信号频谱图'>。%标题xlabel('频率Hz'>。%标注X轴23/31:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途ylabel('频率幅值'>。%标注Y轴附录7[y,fs,bits]=wavread(''>。%利用MATLAB中的wavread命令来读入<采集)语音信号,将它赋值给某一向量ooeyYZTjj1sound(y,fs>%播放语音信号n=length(y>%计算向量y的长度y_p=fft(y,n>。%对向量y进行fft变换f=fs*(0:n/2-1>/n。%对应点的频率figure(1>%建立第一幅图subplot(2,1,1>。%分配绘制的位置为第一块位置plot(y>。%绘制原始语音信号采样后时域波形title('原始语音信号采样后时域波形'>。%标题xlabel('时间轴'>%标注X轴ylabel('幅值A'>%标注Y轴subplot(2,1,2>。%分配绘制的位置为第二块位置24/31:..个人收集整理资料,仅供交流学****勿作商业用途plot(f,abs(y_p(1:n/2>>>。%绘制原始语音信号采样后的频谱图title('原始语音信号采样后的频谱图'>。xlabel('频率Hz'>。%标注X轴ylabel('频率幅值'>。%标注Y轴L=length(y>%计算向量y的长度noise=*randn(L,2>。%设置加入的随机噪声函数y_z=y+noise。%将原始信号与随机噪声函数相叠加sound(y_z,fs>%试听加入随机噪声函数的信号n=length(y>。%计算向量y的长度y_zp=fft(y_z,L>。%对加入正弦噪声向量y进行fft变换f=fs*(0:L/2-1>/L。%计算对应点的频率figure(2>%建立第二幅图subplot(2,1,1>。%分配绘制的位置为第一块位置plot(y_z>。%绘制加噪语音信号时域波形title('加噪语音信号时域波形'>。%标题25/31:..仅供交流学****勿作商业用途xlabel('时间轴'>%标注X轴ylabel('幅值A'>%标注Y轴subplot(2,1,2>。%分配绘制的位置为第二块位置plot(f,abs(y_zp(1:L/2>>>。%绘制加噪语音信号频谱图title('加噪语音信号频谱图'>。%标题xlabel('频率Hz'>。%标注X轴ylabel('频率幅值'>。%标注Y轴Ft=5000。%设置抽样频率为5000HzFp=1000。%设置通带边界为1000HzFs=1200。%设置阻带边界为1200Hzwp=2*Fp/Ft。%计算归一化通带边界角频率ws=2*Fs/Ft。%计算归一化阻带边界角频率rp=1。%设置通带纹波为1dBrs=50。%设置阻带衰减为50dBp=1-10.^(-rp/20>。%通带阻带波纹:..仅供交流学****勿作商业用途s=10.^(-rs/20>。fpts=[wpws]。mag=[10]。dev=[ps]。[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev>。%kaiserord求阶数截止频率BkeGuInkxIb21=fir1(n21,wn21,Kaiser(n21+1,beta>>。%由fir1设计滤波器[h,w]=freqz(b21,1>。%得到频率响应plot(w/pi,