dsp课程设计实验报告.doc

dsp课程设计实验报告.doc:..DSP课程设计实验一、语音信号的频谱分析:要求首先曲出语音信号的时域波形,然后对语音信号进行频谱分析。在MATLAB屮,可以利用函数fft对信号进行快速傅立叶变换,得到信号的频谱特性,从而加深对频谱特性的理解。其程序为:»[y,fs,bits]=wavread(,I:\,,[10245120J);»sound(y,fs,bits);»Y=ffi(y,4096);»subplot(221);plot(y);title('原始信号波形');»subplot(2⑵;plot(abs(Y));title(*原始信号频普);程序运行结果为:原始信号、波形原始信号频谱二、设计数字滤波器和画出频率响应:根据语咅信号的特点给出冇关滤波器的性能指标:低通滤波器性能指标,/z,=1000Hz,/(=1200Hz,Av=100dB,A〃=ldB;高通滤波器性能指标,X=4800Hz,fp=5000Hz,Av=10()dB,Ap=ldB;带通滤波器性能指标,/pl=1200Hz,九2=30°°Hz,£]=1000Hz,/c2=32OOHz,Av=100dB,Az,=ldB;要求学生首先用窗函数法设计上血要求的三种滤波器,在MATLAB屮,可以利用函数firl设计FIR滤波器;然后再用双线性变换法设计上血要求的三种滤波器,在MATLAB中,可以利用函数butterchebyl和ellip设计IIR滤波器;最后,利用MATLAB中的函数freqz画出各种滤波器的频率响应,这里以低通滤波器为例来说明设计过程。低通:用窗函数法设计的低通滤波器的程序如下:»fp=1OOO;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050;»wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs;»N=ceil((As-)/(*(wc・wp)/2))+1;»beta=*(As-&7);»Win=Kaiscr(N+1,bcta);»b=firl(N,wc,Win);»freqz(b,1,512,fs);程序运行结果:0 200Q 40C0WOO800) 10000Frequency/Fiz这里选用凯泽窗设计,滤波器的幅度和相位响应满足设计指标,但滤波器长度(N=708)太长,实现起來很怵I难,主要原因是滤波器指标太苛刻,因此一般不川窗函数法设计这种类型的滤波器。用双线性变换法设计的低通滤波器的程序如下:»fp=1000;fc=1200;As=1OO;Ap=1;fs=22050;»wc=2*fc/fs;wp==2*fp/fs;»[n,wnJ=ellipord(wp,wc,Ap,As);»[b,aJ=ellip(n,Ap,As,wn);»freqz(b,a,512,fs);程序运行结果如图所示:Frequency(Hz)mp)<Dpn-E6e乏0-500-1000(sa><D」6a>p)①swlld0 2000 4000 6000 8000 10000Frequency(Hz)这里选用椭圆函数设计,滤波器的幅度和相位响应满足设计指标,滤波器长度为N=、 用滤波器对信号进行滤波:比较两种滤波器的性能,然示用性能好的滤波器对采集的信号进行滤波,在MATLAB屮,FIR滤波器利用两数fftfilt对信号进行滤波,IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。四、 比较滤波前后语音信号的波形及频谱:要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱,具程序如F:»x=filter(b,a,y);»X=fft(x,4096);»subplot(211);plot(x);title('滤波后信号的波形);»titled滤波后信号的波形);»subplot(212);plot(abs(X));title(滤波后的频谱');»sound(x,fs);»sound(x,fs);»sound(x,fs,bits程序运行结果如图:滤波后信号的、波形滤波后信号的频谱150 1 1 1 1 1 1005000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500五、回放语音信号:在MATLAB中,函数sound可以対声音进行回放。其调用格式为;sound(xfs,bits);可以感觉滤波前示的声音有变化。六、设计系统界面:为了使编织的程序操作方便,対于有能力的学牛,可以利用MATLAB进行图形用户界血的设计,在所设计的系统界面上对以选择滤波器的类型,输入滤波器的参数,显示滤波器的频率响应,选择信号等。七、其他滤波器的设计:切比雪夫高通滤波器:»ft=8000;»fp=3000;»fs=35()();»wpl=tan(pi*fp/ft);»