文档介绍：语音信号滤波去噪——使用脉冲响应不变法设计的巴特沃斯滤波器
摘要本课程设计主要运用麦克风采集一段语音信号,绘制波形并观察其频谱,给定相应技术指标,用脉冲响应不变法设计的一个满足指标的巴特沃斯IIR滤波器,对该语音信号进行滤波去噪处理,比较滤波前后的波形和频谱并进行分析,根据结果和学过的理论得出合理的结论。
关键词课程设计;滤波去噪;巴特沃斯滤波器;脉冲响应不变法;MATLAB
1 引言
本课程设计主要利用麦克风采集一段8000Hz,8k的单声道语音信号,并绘制波形观察其频谱,再用MATLAB利用脉冲响应不变法设计一个巴特沃斯滤波器,将该语音信号进行滤波去噪处理。
课程设计目的
《数字信号处理》课程设计是在学生完成数字信号处理和MATLAB的结合后的基本实验以后开设的。本课程设计的目的是为了让学生综合数字信号处理和MATLAB并实现一个较为完整的小型滤波系统。这一点与验证性的基本实验有本质性的区别。开设课程设计环节的主要目的是通过系统设计、软件仿真、程序安排与调试、写实习报告等步骤,使学生初步掌握工程设计的具体步骤和方法,提高分析问题和解决问题的能力,提高实际应用水平。
课程设计的要求
(1)滤波器指标必须符合工程设计。
(2)设计完后应检查其频率响应曲线是否满足指标。
(3)处理结果和分析结论应该一致,而且应符合理论。
(4)独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告。
2 设计原理
用麦克风采集一段语音信号,绘制波形并观察其频谱,给定相应技术指标,用脉冲响应不变法设计的一个满足指标的巴特沃斯IIR滤波器,对该语音信号进行滤波去噪处理,比较滤波前后的波形和频谱并进行分析。
IIR滤波器
巴特沃斯滤波器
脉冲响应不变法
语音信号滤波去噪——:
开始
语音信号的采集(wavread函数),画时域图
快速傅里叶变换,并且画频谱图
设定滤波器性能指标,通带截止频率fb=1100,阻带截止频率fc=1200,通带波纹Ap=1,阻带波纹As=20
脉冲响应不变法法设计巴特沃斯滤波器
验证并进行频谱分析
设计好的滤波器进行滤波处理
比较滤波前后语音信号的波形及频谱
回放语音信号
结束
脉冲响应不变法巴特沃斯滤波器对语音信号去噪流程图
利用PC 机上的录音软件进行采集。将话筒输入计算机的语音输入插口上,启动录音机。按下录音按钮,接着对话筒说话“大萝卜”,说完后停止录音,屏幕左侧将显示所录声音的长度。点击放音按钮,可以实现所录音的重现。以文件名“speech”保存入g :\ MATLAB \ work 中。可以看到,文件存储器的后缀默认为. wav ,这是WINDOWS 操作系统规定的声音文件存的标准。然后,通过文件中的属性,将此录音转换成8000Hz,8k的单声道语音信号。
语音信号设置
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。再对其进行采样,记住采样频率和采样点数。
[y,fs,nbits]=wavread(file)