设计数字低通IIR和FIR滤波器对语音信号进行滤波处理.docx
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设计数字低通IIR和FIR滤波器对语音信号进行滤波处理
数字信号处理实验报告
题目:
设计数字低通IIR和FIR滤波器对语音信号进行滤波处理
班级:
学号:
姓名:
指导教师:
一.实验目的
1.巩固所学的数字信号处理理论知识,理解信号的采集、处理、传输、显示和存储过程;
2.综合运用专业及基础知识,解决实际工程技术问题的能力;
3.学习资料的收集与整理,学会撰写课程设计报告。
二.实验内容
1.选择一个语音信号作为分析的对象,对其进行频谱分析;
2.设计FIR和IIR数字滤波器,并对加噪语音信号进行滤波,分析滤波后信号的时域和频域特征。
三.设计过程
1.原语音信号的时域,频域图
[y,fs,nbits]=wavread('d:
\1\liuwei.wav');%IIR低通sound(y,fs,bits);
figure
(1);
plot(y);%做原始语音信号的时域图形
title('原始语音信号');
xlabel('时间t');
ylabel('音量n');
figure
(2);
y1=fft(y);
y1=fftshift(y1);%平移,是频率中心为0
derta_fs=fs/length(y);%设置频谱的间隔,分辨率
plot([-fs/2:
derta_fs:
fs/2-derta_fs],abs(y1));%画出原始语音信号的频谱图
title('原始语音信号的频谱');
2.低通滤波器的设计
设计指标:
fp=1000Hz,fs=1200Hz,As=100db,Ap=1dB
(1)低通IIR滤波器
Ft=8000;
Fp=1000;
Fs=1200;
wp=2*pi*Fp/Ft;
ws=2*pi*Fs/Ft;
fp=2*Ft*tan(wp/2);
fs=2*Fs*tan(wp/2);
[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');%求S域的频率响应的参数
[num11,den11]=bilinear(b11,a11,0.5);%利用双线性变换实现频率响应S域到Z域的变换
[h,w]=freqz(num11,den11);
figure(3);
plot(w*8000*0.5/pi,abs(h));
legend('IIR低通滤波器','Location','NorthWest');
grid;
z11=filter(num11,den11,y);
sound(z11);
m11=fft(z11);%求滤波后的信号
figure(4);
plot(z11);
title('滤波后的信号波形','fontweight','bold');
axis([95000100000-11]);
grid;
figure(5);
plot(abs(m11),'r');
title('滤波后信号的频谱','fontweight','bold');
axis([015000004000]);
grid;
(2)FIR低通滤波器
Ft=8000;
Fp=1000;
Fs=1200;
wp=2*pi*Fp/Ft;
ws=2*pi*Fs/Ft;
rp=1;
rs=50;
p=1-10.^(-rp/20);
s=10.^(-rs/20);
fpts=[wpws];
mag=[10];
dev=[ps];
[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev);
b21=fir1(n21,wn21,kaiser(n21+1,beta));
[h,w]=freqz(b21,1);
figure;
plot(w*8000*0.5/pi,abs(h));
title('FIR低通滤波器','fontweight','bold');
grid;
z11=filter(b21,1,y);
sound(z11);
m11=fft(z11);%求滤波后的信号
figure(4);
plot(z11);
title('滤波后的信号波形','fontweight','bold');
axis([95000100000-11]);
grid;
figure(5);
plot(abs(m11),'r');
title('滤波后信号的频谱','fontweight','bold');
axis([015000004000]);
grid;
四.程序结果
原始语音信号的时域图形:
原始语音信号频谱:
IIR低通滤波器:
信号经过IIR低通滤波后的时域波形:
信号经过FIR低通滤波后的频域波形
FIR低通滤波器
信号经过FIR低通滤波后的时域波形
信号经过IIR低通滤波后的频域波形
五.实验心得
通过本次的课程设计使我对FIR与IIR滤波器有了更加深入地了解。
从课本到上机操作,形象的看到语音信号在滤波器的处理后的结果。
也进一步的加深理解matlab软件功能的方便和强大。
最为重要的是,本次课程设计让我重新审视了学习的过程:
只去做实验是不行的,首先还是要思考,遇到了问题查书籍,XX搜索也只是一种手段,更加重要的是想,再理解,只有这样才能真正的做好实验。
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- 关 键 词:
- 设计 数字 IIR FIR 滤波器 语音 信号 进行 滤波 处理