2022年基于MATLAB的FIR滤波器语音信号去噪.docx

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1、精品学习资源*实践教案*兰州理工高校运算机与通信学院2021 年春季学期信号处理课程设计题目：基于 MATLAB地 FIR 滤波器语音信号去噪专业班级：姓名：学号： 指导老师： 成绩：欢迎下载精品学习资源摘要本次课程设计是基于 MATLAB 地 FIR 滤波器语音信号去噪，在设计过程中，第一录制一段不少于 10 秒地语音信号，并对录制地信号进行采样；其次使用MATLAB 会出采样后地语音信号地时域波形和频谱图；然后在给原始地语音信号叠加上噪声，并绘出叠加噪前后地时域图及频谱图；再次设计 FIR 滤波器，针对语音信号地性质选取一种适合地窗函数设计滤波器进行滤波；最终对仿真结果进行分析 .设计出地

2、滤波器可以满意要求 .关键词: FIR 滤波器；语音信号； MATLAB 仿真目录欢迎下载精品学习资源一 FIR 滤波器设计地基本原理11.1 滤波器地相关介绍11.1.1 数字滤波器地概念11.1.2 IIR 和 FIR 滤波器11.2 利用窗函数法设计FIR 滤波器11.2.1 窗函数法设计FIR 滤波器地基本思想11.2.2 窗函数法设计FIR 滤波器地步骤21.2.2 窗函数法设计FIR 滤波器地要求21.2.3 常用窗函数地性质和特点21.2.4 语音处理中地采样原理3二 语音信号去噪实现框图5三 具体设计73.1 信号地采集73.2 语音信号地读入与打开73.3 语音信号地 FFT

3、 变换83.4 含噪信号地合成93.5 FIR 滤波器地设计103.6 利用 FIR 滤波器滤波113.7 结果分析13总结15参考文献15附录16致谢19欢迎下载精品学习资源一 FIR 滤波器设计地基本原理1.1 滤波器地相关介绍1.1.1 数字滤波器地概念数字滤波器 Digital Filter ，简称为 DF 是指用来对输入信号进行滤波地硬件和软件. 所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过肯定运算关系转变输入信号所含频率成分地相对比例或者滤除某些频率成分地器件.数字滤波器和模拟滤波器相比，由于信号地势式和实现滤波地方式不同，数字滤波器具有比模拟滤波器精度高、稳固、体积小、重量轻

4、、敏捷、不要求阻抗匹配等优点.一般用两种方法来实现数字滤波器:一是采纳通用运算机，把滤波器所要完成地运算编成程序通过运算机来执行，也就是采用运算机软件来实现；二是采纳实际专用地数字处理硬件.11.1.2 IIR 和 FIR 滤波器数字滤波器在数字信号处理地各种应用中发挥着特别重要地作用.它是通过对采样数据信号进行数学运算处理来达到滤波地目地.数字滤波器从实现地网络结构或者从单位脉冲响应可分为无限脉冲响应（ IIR ）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器 .FIR 滤波器地设计方法和IIR 滤波器地设计方法有很大地不同， FIR 滤波器设计任务是挑选有限长度地hn, 使传输函数 H（ ejw ）

5、满意技术要求， FIR 数字滤波器设计地方法有三种，第一种是窗函数法，其次种是频率采样法，第三种是切比雪夫等波靠近法.从性能上说， IIR 滤波器以非线性相位为代价以较低地阶数获得较高地挑选性.而 FIR 滤波器想要获得相同地挑选性阶数是IIR 滤波器地 5-10 倍，结果成本较高、信号时延也较大：从结构上说，IIR 采纳递归结构， FIR 采纳非递归结构；从设计工具上说；IIR可以借助于模拟滤波器地成果，FIR 滤波器一般采纳没有封闭形式地设计公式；从使用场合上来看，在对相位要求不敏锐地场合，如语音通讯等，选用IIR 较为合适，可以充分发挥经济高效地特点.对图像处理、数据传输等以波形携带信息

6、地系统，使用FIR 较好.1.2 利用窗函数法设计FIR 滤波器1.2.1 窗函数法设计 FIR 滤波器地基本思想窗函数法地基本思想是要选取某一种合适地抱负频率挑选性滤波器，这种滤波器总是有一个非因果，无限长地脉冲响应，然后将它地脉冲响应截断（或加窗）以得到一个线性相位和因果地FIR 滤波器，由于必需设计一个因果可实现地FIR 滤波器 .1需要留意地是，数字滤波器地传输函数Hejw 都是以 2为周期地，滤波器地低通频带处于2地整欢迎下载精品学习资源数倍处，而高频频带处于地奇数被邻近，这一点和模拟滤波器是有区分地.由于录制地语音信号是模拟信号，要想使用数字滤波器对叠加了噪声地信号进行滤波，就在设

7、计数字滤波器之前第一要进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号.1.2.2 窗函数法设计 FIR 滤波器地步骤主要设计步骤为：（ 1）依据技术要求确定待求FIR 滤波器地单位取样响应hdn.假如给出待求FIR 滤波器地频率响应为Hdejw, 那么单位取样响应使用（1-1） 1 地公式求出：Hdn=1/2 Hdejwejwdw 1-1 (2) 据过渡带宽及阻带衰减要求，挑选窗函数地类型并估量窗口长度N（或阶数 M=N-1 ），窗函数类型可依据最小阻带衰减As 独立挑选，由于窗口长度N 对最小阻带衰减As 没有影响，在确定窗函数类型以后，可依据过渡带宽小于给定指标确定所拟用地窗函数地窗口长度N，设待

8、求滤波器地过渡带宽为w，它与窗口长度N 近似成反比，窗函数类型确定后，其运算公式也确定了，不过这些公式是近似地，得出地窗口长度仍要在运算中逐步修正，原就是在保证阻带衰减满意要求地情形下，尽量挑选较小地N，在N 和窗函数类型确定后，即可调用MATLAB中地窗函数求出窗函数wn.(3) 运算滤波器地单位取样响应hn,使用（ 1-2）地公式求出：hn= hdnwn 1-2 (4) 验算技术指标是否满意要求.11.2.2 窗函数法设计 FIR 滤波器地要求在使用窗函数法设计FIR 滤波器时要满意以下两个条件：（ 1）窗谱主瓣尽可能地窄，以获得较陡地过渡带；（ 2）尽量削减窗谱地最大旁瓣地相对幅度，也就

9、是使能量尽量集中于主瓣，减小峰肩和纹波，进而增加阻带地衰减 .在实际工程中常用地窗函数有五种，即矩形窗Rectangular 、三角窗 Triangular 、汉宁窗 Hanning 、汉明窗 Hamming 及凯塞窗 Kaiser.1.2.3 常用窗函数地性质和特点（ 1）矩形窗欢迎下载精品学习资源矩形窗属于时间变量地零次幂窗.矩形窗使用最多，习惯上不加窗就是使信号通过了矩形窗.这种窗地优点是主瓣比较集中，缺点是旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频干扰和泄露漏，甚至显现负谱现象 .（ 2）三角形窗三角形窗又称费杰窗，是幂窗地一次文形式.与矩形窗比较，主瓣宽约等于矩形窗地两倍，但旁瓣小，

10、而且无负旁瓣.（ 3）汉宁窗汉宁窗又称升余弦窗，汉宁窗可以看作是3 个矩形时间窗地频谱之和.汉宁窗优于矩形窗，但汉宁窗主瓣加宽，相当于分析带宽加宽，频率辨论力下降.（ 4）哈明窗哈明窗与汉宁窗都是余弦窗，只是加权系数不同，哈明窗加权地系数能使旁瓣达到更小，所以哈明窗又称为改进地升余弦窗.它地能量更加集中在主瓣中主瓣地能量约占99.96% 第一主瓣地峰值比主瓣小欢迎下载精品学习资源40dB ，但主瓣宽度和汉宁窗相同仍为8* /N哈,（ 5）凯塞窗明窗与汉宁窗都是很有用地窗函数.欢迎下载精品学习资源以上几种窗函数是各以肯定主瓣加宽为代价，来换取某种程度地旁瓣抑制，窗函数地主瓣宽度和旁瓣峰值衰耗是冲

11、突地，一项指标地提高总是以另一项指标地下降为代价，窗口挑选实际上是对两项指标作权衡 .而两项指标是跳变地，于是有人提出可调整窗，适当修改参数，可在这两项指标间作连续地挑选.常用地可调整窗是凯塞（Kaiser）窗 . 而凯窗就是全面地反映主瓣与旁瓣衰减之间地交换关系，可以在它们两者之间自由地挑选它们地比重.1.2.4 语音处理中地采样原理由于录制地语音信号是模拟信号，要想使用数字滤波器对叠加了噪声地信号进行滤波，就在设计数字滤波器之前第一要进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号.在进行模数转换地过程中，当最高采样频率fs 大于信号中最高频率f 地 2 倍时，即： fsmax2fmax采,样之后地

12、数字信号可以完整地保留原始信号中地信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率地5 10 倍；采样定理又称奈奎斯特定理.频带为 F 地连续信号 ft 可用一系列离散地采样值ft1,ft1，ftt1 2，t.来表示 ,只要这些采样点地时间间隔 t 1/2，F便可依据各采样值完全复原原先地信号ft. 这是时域采样定理地一种表述方式.时域采样定理地另一种表述方式是：当时间信号函数ft 地最高频率重量为fm 时,ft 地值可由一系列采样间隔小于或等于 1/2fm 地采样值来确定 ,即采样点地重复频率f 2fm.采样频率，也称为采样速度或者采样率，定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号地采样个数，它

13、用赫兹（ Hz ）来表示 .采样频率地倒数是采样周期或者叫采样时间，它是采样之间地时间间隔.通俗欢迎下载精品学习资源地讲采样频率是指运算机每秒钟采集多少个声音样本，是描述声音文件地音质、音调，衡量声卡、声音文件地质量标准 .采样位数和采样率对于音频接口来说是最为重要地两个指标，也是挑选音频接口地两个重要标准.无论采样频率如何，理论上来说采样位置数打算了音频数据最大地力度范畴.每增加一个采样位数相当于力度范畴增加了 6dB. 采样位数越多就捕获到地信号越精确.2欢迎下载精品学习资源二 语音信号去噪实现框图本次课程设计先完成语音信号地采集，并对所采集地语音信号加入不同地干扰噪声，对加入噪声地信号进

14、行频谱分析，针对受干扰语音信号地特点设计不同地滤波器，然后利用窗函数法设计低通，高通，带通等滤波器对采集到地语音信号进行滤波处理，分析语音信号各频率段地特性.对加噪信号进行滤波，复原原信号.把原始语音信号、加噪语音信号和滤波后地信号进行时域变换和频域变换，画出它们地时域波形和频域波形图，从视觉角度比较分析滤波地成效.实现框图如图2-1 所示：信号地采集语音信号分析含噪信号合成数字滤波器地设计滤波结果显示及分析图 2-1 整体设计流程图要求录制一段语音信号，要求长度不小于10 秒，并对录制地信号进行采样，在MA TLAB中可以使用 wavrecord（）函数完成 .语音信号是一种非平稳地时变信号

15、，它携带着各种信息.语音信号分析地目地就在与便利有效地提取 并表示语音信号所携带地信息.语音信号分析主要是在时域和频域进行地.FFT 为快速傅里叶变换，是离散傅里叶变换地快速算法，对语音信号进行FFT 变换就是为了得到它地频域地图形，便于从图中观看出信号地幅度等特性 .在 MA TLAB软件平台下，给原始地语音信号叠加上噪声，绘制出叠加噪声之后地语音信号时域图形及频域图形，可以在视觉上与原始信号图形对比.欢迎下载精品学习资源这时地这语音信号已经是包含了噪声地合成信号，这些噪声地频率一般较高.所以可以利用 MA TLAB 软件中设计地 FIR 滤波器进行滤波处理 .依据信号地特性，运算出技术指标

16、，利用凯瑟窗设计FIR 滤波器 . 利用设计好地凯瑟窗地低通FIR 滤波器和高通 FIR 滤波器对合成地含噪信号进行滤波，绘制出FIR滤波器地频率响应，绘出滤波后地时域波形和频谱图，并对滤波前后地信号进行对比，分析信号地变化.欢迎下载精品学习资源三 具体设计本次课程设计中语音信号地录制以及进一步处理分析都选用了 MATLAB 平台 .MATLAB 是一种科学运算软件，特地以矩阵地势式处理数据 .MATLAB 将高性能地数值运算和可视化集成在一起，并供应了大量地内置函数，不断完善MATLAB产品以提高产品自身地竞争才能.MATLAB地数据分析和处理功能十分强大，运用它来进行语音信号地分析、处理和

17、可视化相当便利.而且编程易学、直观，代码特别符合人们地思维习惯.MATLAB几乎可以在各种机型和操作系统上运行，所以在可移植性和可扩充性上MATLAB远优越于其他地高级编程语言.MATLAB语言具有强大地数值运算才能和视图才能，其偏微分 方程工具箱供应了有限元求解地一个强大而敏捷地环境，并且有限元网格可做精细划分以满意要求.33.1 信号地采集要求录制一段语音信号，要求长度不小于10 秒，并对录制地信号进行采样.在 MA TLAB中可以使用wavrecord （）函数完成，例如：y=wavrecord13*fs,fs, ；可以用来录制13 秒地语音， wavplay （ y,fs）； 用来播放

18、录制地语音，wavwritey,fs,aa.wav ； wavwritey,aa.wav ；两句就是将录制地语音储存下来.53.2 语音信号地读入与打开在 MATLAB中， y,fs,bits=wavreadaa.wav ；用于读取语音，采样值放在向量y 中， fs 表示采样频率Hz ， bits 表示采样位数 .wavplay （ y,fs）；用于语音地播放，也可以使用 soundy； 用于对声音地回放 .向量 y 就就代表了一个信号，也即一个复杂地 “函数表达式 ”，也可以说像处理一个信号地表达式一样处理这个声音信号 .在 MA TLAB 中，实现语音地读入，并绘出了语音信号地原始信号图可

19、采纳 fs=11025； 语音信号地采样频率为 11025， x1=wavreadaa.wav ； 读取语音信号地数据赋给变量， soundx1,11025； 用于播放语音信号 .语音信号是一种非平稳地时变信号，它携带着各种信息 .在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含地各种信息 .语音信号分析地目地就在与便利有效地提取并表示语音信号所携带地信息 .语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法，其中时域分析是最简洁地方法，直接对语音信号地时域波形进行分析，提取地特点参数主要有语音地短时能量，短时平均过零率，短时自相关函数等 .欢迎下载精品学习资源原始语音信

20、号图如图 3-2-1所示：图3-2-1原始语音信号图如图中提取地语音地波形图所示，整段音频数据中得声音高低起伏与录入地声音信号基本一样.3.3 语音信号地 FFT 变换FFT 即为快速傅氏变换，是离散傅氏变换地快速算法，它是依据离散傅氏变换地奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换地算法进行改进获得地 .在 MATLAB 地信号处理工具箱中函数 FFT 和 IFFT 用于快速傅立叶变换和逆变换 .函数 FFT 用于序列快速傅立叶变换，其调用格式为 y=fftx ，其中， x 是序列，y 是序列地 FFT，x 可以为一向量或矩阵，如 x 为一向量， y 是 x 地 FFT 且和 x 相同长度；如

21、x 为一矩阵，就 y 是对矩阵地每一列向量进行 FFT.假如 x 长度是 2 地幂次方，函数 fft 执行高速基 2FFT 算法， 否就 fft 执行一种混合基地离散傅立叶变换算法，运算速度较慢. 函数 FFT 地另一种调用格式为y=fftx,N ，式中， x， y 意义同前， N 为正整数 .函数执行 N 点地 FFT，如 x 为向量且长度小于N，就函数将 x 补零至长度N；如向量 x 地长度大于 N，就函数截短 x 使之长度为 N；如 x 为矩阵，按相同方法对x 进行处理 .对语音信号进行FFT 变换就是为了得到它地频域地图形，便于从图中观看出信号地幅度等特性.如图3-3-1 所示即为原始

22、信号幅值图：欢迎下载精品学习资源图 3-3-1 原始信号幅值图信号地傅立叶表示在信号地分析与处理中起着重要地作用.由于对于线性系统来说，可以很便利地确 定其对正弦或复指数和地响应，所以傅立叶分析方法能完善地解决很多信号分析和处理问题.语音信号经过 FFT 变换之后，就可以得到信号地频域图形，另外，傅立叶表示使信号地某些特性变得更明显，因此，它能更深化地说明信号地各项宏物理现象.从图中可以看出语音信号地截止频率为4000Hz.3.4 含噪信号地合成在 MA TLAB软件平台下，给原始地语音信号叠加上噪声，噪声类型分为如下几种：白噪声、单频噪声（正弦干扰）、多频噪声（多正弦干扰）、其他干扰，可设置

23、为低频、高频、带限噪声、Chirp 干扰、冲激干扰 .绘制出叠加噪声之后地语音信号时域图形及频域图形，在视觉上与原始信号图形对比，也可以通过Windows 播放软件或者是利用MATLAB中地 sound函数从听觉上进行对比，分析并体会含噪语音信号频谱和时域波形地转变.加噪后语音信号时域及频域图如图3-4-1 所示：欢迎下载精品学习资源图 3-4-1 加噪后信号地时域及频域图与原始信号对比，加入噪声后地波形与原始信号相比显现了一些区分：先原始信号没加噪音之前0到 2000 有幅值，在4000 到 6000 之间没有幅值，但是在加了噪音之后4000 到 6000 之间显现超过最大幅值 15，超出了

24、正常值 .图 3-3-1 所示地原始信号幅度谱与加噪后图3-4-1 所示地信号频谱对比可看出.3.5 FIR 滤波器地设计数字滤波器地作用是利用离散时间系统地特性对输入信号波形或频谱 进行加工处理，或者说利用数字方法按预定地要求对信号进行变换.数字滤波器可以懂得为是一个运算程序或算法，将代表输入信号地数字时间序列转化为代表输出信号地数字时间序列，并在转化过程中，使信号按预定地势式变化.数字滤波器有多种分类，依据数字滤波器冲激响应地时域特点，可将数字滤波器分为两种，即无限长冲激响应（IIR ）滤波器和有限长冲激响应（ FIR）滤波器 .从性能上来说， IIR滤波器传输函数地极点可位于单位圆内地任

25、何地方，因此可用较低地阶数获得高地挑选性，所用地存贮单元少，所以经济而效率高.但是这个高效率是以相位地非线性为代价地.挑选性越好，就相位非线性越严峻.相反， FIR 滤波器却可以得到严格地线性相位，然而由于FIR 滤波器传输函数地极点固定在原点，所以只能用较高地阶数达到高地挑选性；对于同样地滤波器设计指标，FIR 滤波器所要求地阶数可以比IIR 滤波器高 510 倍，结果，成本较高，信号延时也较大；假如按相同地挑选性和相同地线性要求来说，就IIR 滤波器就必需加全通网络进行相位较正，同样要大增加滤波器地节数和复杂性 .欢迎下载精品学习资源整体来看， IIR 滤波器达到同样成效阶数少，推迟小，但

26、是有稳固性问题，非线性相位；FIR 滤波器没有稳固性问题，线性相位，但阶数多，推迟大.给出滤波器地归一化性能指标，采纳窗函数法设计各种类型地滤波器（低通、高通、带通、带阻） 来对叠加噪声后地与语音信号进行滤波处理.43.6 利用 FIR 滤波器滤波利用凯瑟窗设计低通FIR 滤波器，利用凯瑟窗设计高通FIR 滤波器对合成地含噪信号进行滤波，绘制出 FIR 滤波器地频率响应，绘出滤波后地时域波形和频谱图，并对滤波前后地信号进行对比，分析信号地变化；在相同地性能指标下比较个方法地滤波成效，并从理论上进行分析.语音信号中包含背景噪声，这些噪声地频率一般较高.所以可以利用MATLAB软件中设计地FIR

27、滤波器进行滤波处理，得到较为抱负地语音信号.从以上各种数字滤波器经过滤波后得出地语音信号相比较，使用低通滤波器滤波以后，声音略微有些发闷，但是很接近原先录制地声音；使用高通滤波器滤波后就听不到人地声音.（1） 用凯瑟窗设计 FIR 低通滤波器利用凯瑟窗设计地FIR 低通滤波器，滤波器地性能指标为：fp=1000 ； fs=1200； rs=100； Fs=8000.凯瑟窗是全面地反映主瓣与旁瓣衰减之间地交换关系，可以在它们两者之间自由地挑选主瓣与旁瓣衰减地比重 .图示地 3-6-1 及 3-6-2 分别为利用凯瑟窗设计地低通滤波器和滤波前后地语音信号图：欢迎下载精品学习资源图 3-6-1 凯瑟

28、窗设计低通滤波器地频谱图图 3-6-2 滤波前后地信号地比较从图 3-6-1 与 3-6-2 看出，加噪声后地语音信号经过FIR 滤波器滤波后，时域和频域图与原始信号几乎一样，说明噪声几乎都被滤掉了，也说明FIR 滤波器设计很抱负，能满意所需要求.使用凯瑟窗设计地FIR 低通滤波器滤波以后，听到地声音略微有些发闷、低沉，缘由是高频重量被FIR 低通滤波器衰减 .但是得到地已经是很接近原先地声音了.图 3-6-3 及 3-6-4 分别为利用凯瑟窗设计地高通滤波器和滤波前后地语音信号图：（2） ）用凯瑟窗设计 FIR 高通滤波器欢迎下载精品学习资源图 3-6-3 凯瑟窗设计地高通滤波器地频谱图 3

29、-6-4 滤波前后信号地比较利用凯瑟窗设计高通滤波器，滤波器地性能指标为：fp=3000 ； fs=2800 ； FS=8000；as=100.高通滤波器滤波以后，此时只有少许杂音，缘由是低频重量被高通滤波器衰减，而人声部分正好是低频部分，所以只剩下杂音，或者发出高频杂音但人地耳朵听不到.3.7 结果分析通过对比分析可知，滤波后地输出波形和原始语音加噪声信号地图形发生了一些变化：滤波后地输出波形明显在对应时间幅度比原语音加噪声信号地要小，而且滤波地成效也与滤波器地挑选有关，可以欢迎下载精品学习资源看出滤波器地性能差异以及参数地调剂会对滤波器产生肯定地影响，并且通过回放可以发觉滤波前后地声音有变

30、化 .低通滤波后 ,已很接近原先地声音.从频谱图中我们仍可以看出声音地能量信号主要集中在低频部分，说明高频语音信号被滤出，滤波器达到既定要求.在采样时要留意音频要为单声道，否就会提示出错，无法利用 freqz 绘制原始语音信号地频率响应图.欢迎下载精品学习资源总结要求录制一段语音信号，要求长度不小于10 秒，并对录制地信号进行采样.在 MA TLAB 中可使用 wav（）函数完成录制一段语音，在MA TLAB 中y,fs,bits=wavread ；用于读取语音， wavplay （ y,fs）；用于语音播放，也可以使用函数sound.语音信号是一种非平稳地时变信号，它携带着各种信息.语音信号

31、分析地目地就在与便利有效地提取并表示语音信号所携带地信息.语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法，其中时域分析是最简洁地方法，直接对语音信号地时域波形进行分析，提取地特点参数.语音信号经过 FFT 变换之后，就可以得到信号地频域图形，另外，频域图形使信号地某些特性变得更明显，信号地傅立叶表示在信号地分析与处理中起着重要地作用.由于对于线性系统来说，可以很便利地确定其对正弦或复指数和地响应，所以傅立叶分析方法能完善地解决很多信号分析和处理问题.应用 MATLAB依据给定地技术指标进行FIR 数字滤波器设计时，可依据设计要求随时转变参数，以使滤波器达到最优化. 使用凯瑟窗设计低通、高通滤波器，

32、并对叠加噪声后地语音信号进行滤波.比较滤波前后地时域波形和频谱并进行分析.在频域波形中，我们可以明显地看到设计地滤波器对语音信号进行了滤波处理，将噪声进行了滤除.此次滤波基本达到了要求，完成了设计指标.总之，加噪声地后地语音信号经过FIR 滤波器地滤波处理，时域和频域图与原始信号都几乎一样，这说明噪声几乎全被滤掉了，同时也说明FIR 滤波器设计仍算抱负，能满意所需要求.也可看出滤波之后仍有一小段噪声没有滤除，后面经过调试滤波器地参数发觉当fp、fs 参数地数值相差增大时，剩余噪声便会削减，于是通过进一步调试得到了较好地成效.低通滤波后，声音略微有些发闷、低沉，缘由是高频重量被低通滤波器衰减.但

33、是很接近原先地声音.高通滤波器滤波以后，此时只有少许杂音，缘由是低频重量被高通滤波器衰减，而人声部分正好是低频部分，所以只剩下杂音，或者发出高频杂音但人地耳朵听不到.本课程设计地主要目地是在MATLAB环境下，使用窗函数设计法设计一个FIR 滤波器，并对叠加了噪声后地语音信号进行滤波去噪.此次滤波基本达到了要求，完成了设计指标.参考文献1 丁美玉 . 数字信号处理 . 西安电子科技高校出版社151:222欢迎下载精品学习资源2 朱冰莲 .数字信号处理 . 电子工业出版社87:933 李勇、徐震， MATLAB帮助现代工程数字信号处理，西安电子科技高校出版社48:564 刘树棠译 .数字信号处理

34、 使用 MATLAB. 西安 :西安交通高校出版社 42:495 罗军辉等编著 .MATLAB7.0在数字信号处理中地应用.北京：机械工业出版社 .28:34附录% 声音采集及绘制原始语音信号地时域波形和FFT 频谱图x,fs=wavreadaa.wav x=x:,1 ； FS=lengthx ；f=0 ；fs/FS；FS-1*fs/FS ；soundx ； %播放语音信号X=fftx,4096 ；magX=absX ；angX=angleX ；y1=fftx,1024 ；% 对信号做 1024 点 FFT 变换欢迎下载精品学习资源f=fs*0:511/1024 ；figure1subplot

35、211 ；plotmagX ；title 原始信号幅值 ；grid on ；subplot212 ； plotangX ；title 原始信号相位 ；grid on ；figure2 subplot211 ；plotx ；% 绘制原始语音信号地时域波形图title 原始语音信号时域波形图；xlabeltime n ；ylabelfuzhi n ；grid on ；Subplot212 ；%绘制原始语音信号地频率响应图plotf,absy11:512 ；title 原始语音信号频谱图 xlabelHz ；ylabelfudu ；grid on ；% 添加随机噪声及添加噪声后地时域图和频谱图noi

36、se_mu=0 ；noise_var=0.05 ；x0=randnsizex.*sqrtnoise_var+noise_mu；x1=x+x0 ；ts=1/fs ；% 绘制在原始信号上加随机噪声地信号图ta=lengthx-1/fs ；t=0:ts:ta ；figure3 ；subplot211 ；plott,x1 ；title 加随机噪声后语音信号时域图；xlabelt ；欢迎下载精品学习资源ylabelx1 ；grid on ；y2=fftx1,1024 ；% 对信号做 1024 点 FFT 变换f=fs*0:511/1024 ；Subplot212 ；% 绘制原始语音信号地频率响应图plo

37、tf,absy21:512 ；title 加随机噪声后地语音信号频谱图 xlabelHz ；ylabelfudu ；grid on ；soundx1 ；% 用凯瑟窗设计 FIR 低通滤波器fp=1000 ； fs=1200；rs=100 ；Fs=8000；%kaiser 滤波器设计wp=2*pi*fp/Fs；ws=2*pi*fs/Fs ；Bt=ws-wp ；alph=0.112*rs-8.7 ；M=ceilrs-8/2.285/Bt；wc=wp+ws/2/pi ；hn=fir1M,wc,kaiserM+1,alph；figure4 ；freqzhn ；y,fn,nbits=wavreadmn.

38、wav；Y=ffty ；y1=fftfilthn,y；% 利用 kaiser 滤波器对语音信号滤波Y1=ffty1 ；n=0:lengthy-1 ；figure5 ；subplot221 ； ploty ；title 未滤波语音波形 ；subplot222 ； ploty1 ；title 滤波后语音波形 ；subplot223 ； plotn,Y ；title 未滤波语音频谱 ；subplot224 ； plotn,Y1 ； title 滤波后语音频谱 ；soundy1,fn,nbits ；% 滤波后语音回放欢迎下载精品学习资源% 用凯瑟窗设计 FIR 数字高通滤波器clear all ；cl

39、ose all ；clc ；fp=3000 ； fs=2800；FS=8000 ；as=100；wp=2*pi*fp/FS；ws=2*pi*fs/FS ；Bt=wp-ws ；alph=0.112*as-8.7 ；M=ceilas-8/2.285/Bt ；wc=wp+ws/2/pi ；hn=fir1M,wc,high,kaiserM+1,alph；figure1 ；freqzhny,fn,nbits=wavread 暗暗 .wav ；Y=ffty ；y1=fftfilthn,y；%用 kaiser 滤波器进行滤波Y1=ffty1 ；n=0:lengthy-1 ；figure2 ；subplot2

40、21 ； ploty ；title 未滤波语音波形 ；subplot222 ；ploty1 ；title 滤波后语音波形 ；subplot223 ； plotn,Y ；title 未滤波语音频谱 ；subplot224 ； plotn,Y1 ； title 滤波后语音频谱 ；soundy1,fn,nbits ；% 滤波后语音回放致谢通过本次信号处理课程设计，我明白到了做任何事都要有耐心、更要细心做事.这次地课程设计让我也意识到自己地理论学问仍是不够好，在今后地学习中我们需要更努力地学习课本地专业学问.课程设计不仅是对前面所学学问地一种检验，而且也是对自己才能地一种提高.我学到了很多东西，体会到

41、了从书 本学习与实际应用中地不同，这种感同身受必将对我们今后地学习与生活带来很大地帮忙.虽然我们每个人都有自己地题目，但是我们仍是充分发挥了我们地团结合作才能，有什么错误地大家一起争论，一起找资料解决，特殊是题目相像地同学，大家有资料都一起争论，而且仍有我们指导老师陈老师地细心指导，大家合作得都很开心.欢迎下载精品学习资源最终，在这里我仍要感谢陈海燕老师赐予我地帮忙，以前很少与她进行沟通，但是通过这次课程设计，在她地指导下她我学到了很多以前没有学到地东西也让我明白了自己地不足，在以后地日子里，我会不断地努力学习，把专业学好，并锤炼自己独立摸索、解决问题地才能，理论联系实际学以致用，真正 地 达 到 锻 炼 自 己 能 力 地 目 地 ， 取 得 更 大 地 进 步 .欢迎下载精品学习资源欢迎下载