基于MATLAB的语音信号去噪处理(修改版)

摘要

语音信号在数字信号处理中占有极其重要的地位，因此选择通过对语音信号的研究来巩固和掌握数字信号处理的基本能力十分具有代表性。对数字信号处理离不开滤波器，因此滤波器的设计在信号处理中占有极其重要的地位。FIR数字滤波器和IIR滤波器是滤波器设计的重要组成部分。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。功能强大、简单易学、编程效率高,深受广大科技工作者的欢迎。通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。在设计实现的过程中，使用窗函数法来设计FIR数字滤波器，用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器，并利用MATLAB作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制及仿真。

关键词滤波器；MATLAB；窗函数法；双线性变换

Abstract

Voice signal occupies an extremely important position in digital signal processing, so the selection based on the research of the speech signal to consolidate and master the basic ability of digital signal processing is very representative. For digital signal processing (DSP) is dependent on the filter, so filter design occupies an extremely important role in signal processing. FIR digital filter and IIR filter is an important part of the filter design. MATLAB signal processing toolbox can be used to quickly and efficiently design all kinds of digital filter. Powerful and easy to learn, programming, high efficiency, is popular among the masses of scientific and technical workers. We can tear down the corresponding conclusion through theoretical derivation, using MATLAB as a programming tool for computer to add noise speech signal in time domain, frequency domain analysis and filtering. In the process of design implementation, we use window function method to design FIR digital filter, butterworth, chebyshev and bilinear reform IIR digital filter design, and the MATLAB as an auxiliary tool to complete the design of computing and graphics drawing and simulation.

Keyword filter MATLAB Window function method Double linear transformation

摘要 (1)

Abstract (2)

目录 (3)

1．绪论 (3)

1.1研究的目的和意义 (6)

1.2本课题的研究内容 (6)

1.3 其大概流程框图可如下表示 (7)

2.原始语音信号采集与处理 (8)

2.1 Matlab简单介绍 (8)

2.2 语音信号的采样理论依据 (9)

2.2.1采样的基本概念 (9)

2.3语音信号的采集 (10)

2.4语音信号的时频分析 (11)

2.5语音信号加噪与频谱分析 (14)

2.5.1 正弦波信号加入原始语音信号 (14)

2.5.2 随机噪音信号加入原始语音信号 (14)

2.6本章小结 (18)

3设计数字滤波器 (19)

3.1 滤波器概述 (19)

3.1.1 模拟滤波器概述 (19)

3.1.2 数字滤波器概述 (19)

3.2 IIR数字滤波器概述 (20)

3.3 FIR数字滤波器概述 (21)

3.4 设计FIR数字滤波器和IIR数字滤波器比较 (21)

3.5 数字滤波器设计的基本思路 (21)

3.6 设计FIR滤波器 (22)

3.6.1 窗函数法及设计步骤 (22)

3.6.2源程序与仿真图像 (23)

3.7 设计IIR滤波器 (24)

3.7.1双线性变换法与设计步骤 (24)

3.7.2源程序与仿真图像 (25)

3.8 本章小结 (27)

4 滤波并绘制滤波前后语音信号的波形及频谱 (29)

4.1滤波及仿真 (29)

4.1.1 FIR滤波器法去噪 (29)

4.1.2 IIR滤波器法去噪 (30)

4.2 结合去噪后的频谱图对比两种方式滤波的优缺点 (31)

4.3本章小结 (32)

总结 (33)

致谢 (34)

参考文献 (35)

附录 (36)

附录（I）设计FIR和IIR数字滤波器 (36)

附录（II）比较滤波前后语音信号的波形及频谱 (40)