基于matlab的语音信号滤波处理——数字信号处理课程设计
数字信号处理课程设计-语音信号的处理与滤波-精品
工学院数字信号处理课程设计说明书设计题目语音信号的处理与滤波系别计算机工程系专业班级通信061学生姓名学号指导教师日期日摘要：本文主要利用MATLAB工具采用双线性法和窗函数法设计IIR滤波器和FIR数字滤波器，并通过所设计的滤波器进行语音信号滤波分析，初步学会信号处理的过程和分析问题的能力。
关键词：MA TLAB 滤波器设计一．引言随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为今一门极其重要的学科和技术领域。
数字信号处理在通信语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。
在数字信号处理应用中，数字滤波器十分重要并已获得广泛应用。
二．MATLAB工具简介1．MA TLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）之意，现已发展成为适合多学科，多种工作平台的功能强大的大型软件，已经成为线性代数，自动控制理论，数理统计，数字信号处理，时间序列分析，动态系统仿真等高级课程的基本教学工具；2．MA TLAB的语言特点（1）。
语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。
MATLAB程序书写形式自由，利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。
由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。
（2）运算符丰富。
由于MA TLAB是用C语言编写的，MATLAB提供了和C语言几乎一样多的运算符，灵活使用MA TLAB的运算符将使程序变得极为简短。
（3）MA TLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。
（4）程序限制不严格，程序设计自由度大。
例如，在MA TLAB里，用户无需对矩阵预定义就可使用。
（5）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可在各种型号的计算机和操作系统上运行。
（6）MA TLAB的图形功能强大。
在FORTRAN和C语言里，绘图都很不容易，但在MATLAB里，数据的可视化非常简单。
数字信号处理课程设计报告-基于MATLAB的语音信号的特技处理
数字信号处理课程设计报告-基于MATLAB的语音信号的特技处理xxxx数字信号处理课程设计报告题目:基于MATLAB 的语音信号的特技处理系 (院): 计算机工程学院专业: 通信工程班级: 通信xx班学号: xxxxxxxx姓名: xxx指导教师: xxx学年学期: 2009 ~ 2010 学年第 1 学期2009年12月 18 日设计任务书课题基于MATLAB 的语音信号的特技处理名称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;设计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; 目的3. 学习资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。
1. 微型电子计算机(PC); 实验环境 2. 安装Windows 2000以上操作系统，MATLAB等开发工具。
1. 选择一个语音信号作为分析的对象，或录制一段各人自己的语音信号，并对其进行频谱分析; 然后在时域用数字信号处理方法将信号加入延时和混响，再分析其频谱，并与原始信号频谱进行比较;最后设计一个信号处理系统界面。
2. 利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，任务注意材料收集与整理; 要求3. 在第15周末之前完成预设计，并请指导教师审查，通过后方可进行下一步工作;4. 结束后，及时提交设计报告(含纸质稿、电子稿)，要求格式规范、内容完整、结论正确，正文字数不少于3000字(不含代码)。
工作进度计划序号起止日期工作内容2009.12.14~2009.12.14 在预设计的基础上，进一步查阅资料，完善设计方案。
12009.12.14~2009.12.17 设计总体方案，构建、绘制流程框图，编写代码，上机调试。
22009.12.17~2009.12.18 测试程序，完善功能，撰写设计报告。
32009.12.18 参加答辩，根据教师反馈意见，修改、完善设计报告。
4指导教师(签字):年月日摘要语音是人们交流思想和进行社会活动的最基本手段,我们要对语音信号进行测定并将其转变为另一种形式，以提高我们的通信能力。
数字信号处理课程设计基于 matlab 的音乐信号处理和分析
《数字信号处理》课程设计设计题目：基于MATLAB 的音乐信号处理和分析一、课程设计的目的本课程设计通过对音乐信号的采样、抽取、调制、解调等多种处理过程的理论分析和MATLAB实现，使学生进一步巩固数字信号处理的基本概念、理论、分析方法和实现方法；使学生掌握的基本理论和分析方法知识得到进一步扩展；使学生能有效地将理论和实际紧密结合；增强学生软件编程实现能力和解决实际问题的能力。
二、课程设计基本要求1学会MATLAB 的使用，掌握MATLAB的基本编程语句。
2掌握在Windows 环境下音乐信号采集的方法。
3掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。
4掌握MATLAB 设计FIR 和IIR 数字滤波器的方法。
5 掌握使用MATLAB处理数字信号、进行频谱分析、设计数字滤波器的编程方法。
三、课程设计内容1、音乐信号的音谱和频谱观察使用windows下的录音机录制一段音乐信号或采用其它软件截取一段音乐信号（要求：时间不超过5s、文件格式为wav文件）①使用wavread语句读取音乐信号，获取抽样率；（注意：读取的信号是双声道信号，即为双列向量，需要分列处理）；②输出音乐信号的波形和频谱，观察现象；③使用sound语句播放音乐信号，注意不同抽样率下的音调变化，解释现象。
Wavread格式说明：[w,fs,b]=wavread(‘语音信号’)，采样值放在向量w中，fs表示采样频率（hz），b表示采样位数。
上机程序：[y,fs,bit]=wavread('I do片段')%读取音乐片段，fs是采样率size(y)%求矩阵的行数和列数y1=y( : ,1);%对信号进行分列处理n1=length(y1);%取y的长度t1=(0:n1-1)/fs;%设置波形图横坐标 figuresubplot(2,1,1);plot(t1,y1); %画出时域波形图 ylabel('幅值');xlabel('时间（s ）'); title('信号波形'); subplot(2,1,2); Y1=fft(y1);w1=2/n1*(0:n1-1);%设置角频率 plot(w1,abs(Y1));%画频谱图 title('信号频谱'); xlabel('数字角频率'); ylabel('幅度'); grid on ;sound(y,fs); 实验结果：123456幅值时间（s ）信号波形信号频谱数字角频率幅值1、通过观察频谱知，选取音乐信号的频谱集中在0~0.7*pi 之间，抽样点数fs=44100;2、当采样频率问原来0.5（0.5*fs ）倍时：音乐片段音调变得非常低沉，无法辨认原声，播放时间变长；抽样频率减小，抽样点数不变时，其分辨力增大，记录长度变长，声音失真。
基于MATLAB的语音信号滤波处理毕业设计(论文)
学号14112220266毕业设计(论文)题目: 基于MATLAB的语音信号滤波处理作者夏杰届别2015届院别信息与通信工程学院专业电子信息工程指导教师罗朝明职称副教授完成时间2015年5月17日摘要随着计算机和信息科学的飞速发展，信号处理逐渐发展成为一门独立的学科，成为信息科学的重要组成部分，在语音处理、雷达、图像处理、通信、生物医学工程等众多领域中得到广泛应应用。
本论文研究了滤波器的设计，并通过设计好的滤波器语来分析语音信号。
在计算机中录入一段语音信号，通过MATLAB对语音信号进行时频变换和分析；再通过MATLAB构造一定频率的噪音信号，再将两个信号进行合成；然后设计不同类型的数字滤波器对其噪音进行滤波处理。
关键词：MATLAB；语音信号；滤波器；仿真；AbstractWith the rapid development of computers and information science, signal processing is becoming an independent discipline, and playing an important part in information science. It has been widely applied in speech processing, radar, image processing, communication, bio-medical engineering and many other fields.This paper has studied the filter design, and it analyses the voice signal through the designed filter. After recording a voice signal in the computer, then doing the time-frequency transformation and analyses for the voice signal through MATLAB. We construct a fixed-frequency signal, and synthesis the two signals, and it deals with filter processing on the speech signal with noise, and analyses the signals in the time domain and frequency domain.Keyword: Matlab；V oice signal；Filter；Simulation；目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 语音信号滤波处理的简介 (1)1.2 数字滤波器的概念 (1)1.3 MATLAB软件的介绍 (2)1.4 论文各章节的安排 (3)第二章语音信号的频谱分析 (5)2.1 快速傅里叶算法的原理 (5)2.2语音信号的采集及频谱分析 (10)2.3语音信号的加噪处理及频谱分析 (12)第三章数字滤波器的设计 (15)3.1数字滤波器的设计原理 (15)3.2 用窗函数法设计FIR数字滤波器 (17)3.3 用双线性法设计IIR数字滤波器 (21)第四章语音信号的滤波 (24)4.1 语音信号的滤波测试 (24)4.2加噪语音信号的滤波处理 (27)第五章总结和展望 (29)5.1 课题总结 (29)5.2课题展望 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1语音信号滤波处理的简介语音信号的基本组成单位是“音素”。
基于MATLAB的数字滤波器设计
唐山学院数字信号处理课程设计题目基于MATLAB的数字滤波器设计系 (部) 信息工程系班级 10通信本2姓名学号指导教师2013 年 1 月 7 日至 1 月 11 日共 1 周数字信号处理课程设计任务书课程设计成绩评定表目录1 绪论 (1)2数字滤波器的设计 (2)2.1数字滤波器的基本概念 (2)2.2利用双线性变换法设计IIR数字滤波器 (2)3课程设计的具体实现 (3)3.1对语音信号进行滤波的滤波器设计 (3)3.1.1 IIR数字滤波器的流程图 (3)3.1.2IIR低通滤波器设计 (3)3.1.3 IIR高通滤波器设计 (5)3.1.4IIR带通滤波器设计 (7)3.2对合成信号进行滤波的滤波器设计 (8)3.2.1设计目的和要求 (8)3.2.2合成信号的程序设计 (8)3.2.3合成信号的频谱程序设计 (9)3.2.4低通滤波器设计 (10)3.2.5 IIR带通滤波器设计 (11)3.2.6IIR高通滤波器滤波 (13)4软件简介 (15)4.1系统界面设计工具—GUI概述 (15)4.2界面设计及使用说明 (15)5结论 (17)6 致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)1 绪论与模拟滤波器相对应，在离散系统中广泛应用数字滤波器。
它的作用是利用离散时间系统的特性对输入信号波形或频率进行加工处理。
或者说，把输入信号变成一定的输出信号，从而达到改变信号频谱的目的。
数字滤波器一般可以用两种方法来实现：一种方法是用数字硬件装配成一台专门的设备，这种设备称为数字信号处理机；另一种方法就是直接利用通用计算机，将所需要的运算编成程序让通用计算机来完成，即利用计算机软件来实现。
模拟滤波器在测试系统或专用仪器仪表中是一种常用的变换装置。
例如：带通滤波器用作频谱分析仪中的选频装置；低通滤波器用作数字信号分析系统中的抗频混滤波；高通滤波器被用于声发射检测仪中剔除低频干扰噪声；带阻滤波器用作电涡流测振仪中的陷波器，等等。
MATLAB课程设计---基于MATLAB的语音信号处理
MATLAB课程设计---基于MATLAB的语音信号处理武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名:陈欢专业班级: 通信0902班指导教师:徐文君工作单位: 信息工程学院题目: 基于MATLAB的语音信号处理设计任务与要求:1、Matlab的基本运算(1) 极限的计算、微分的计算、积分的计算、级数的计算、求解代数方程、求解常微分方程;(2) 矩阵的最大值、最小值、均值、方差、转置、逆、行列式、特征值的计算、矩阵的相乘、右除、左除、幂运算;2、基于MATLAB的语音信号处理(1)完成语音信号的采集，利用windows自带的录音机或其他软件，录制一段午语音，时间在1s以内，并对信号进行采样，画出采样信号的时域和频域波、(2)要求用窗函数法和双线性变换法设计三种数字滤波器(3)用设计好滤波器的对语音信号进行滤波处理，画出处理后的时域和频域波形。
(4)对滤波前后的语音信号频谱进行对比，并对设计结果进行分析。
参考文献:1、易克初，田斌，付强.语音信号处理.北京:国防工业出版社，2000年2、贾永红.数字图像处理.武汉大学出版社，2003年9月时间安排:第16周安排任务，分组。
第17周设计仿真，撰写报告。
第18周完成设计，提交报告，答辩。
指导教师签名: 2011 年月日系主任(或责任教师)签名: 2011 年月日1武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书目录摘要 ..................................................................... .. (1)ABSTRACT ........................................................... ................................................... 2 1 课程设计的基本原理 ..................................................................... ...................... 3 1.1 设计要求 ..................................................................... .. (3)1.1.1 采用MATLAB基本运算如下 (3)1.1.2 基于MATLAB的语音信号处理 (3)1.2.Matlab的基本运算 ..................................................................... .. (4)1.2.1极限的计算 ..................................................................... . (4)1.2.2微分的计算 ..................................................................... . (4)1.2.3积分的计算 ..................................................................... . (5)1.2.4 级数的计算 ..................................................................... (5)1.2.5 求解代数方程 ..................................................................... (5)1.2.6 求解常微分方程 ..................................................................... .. (6)1.2.7 矩阵的基本运算 ..................................................................... .. (6)1.2.8 多项式的基本运算 ..................................................................... ....... 6 1.3 语音信号的录入与打开 ..................................................................... ......... 8 1.4 时域信号的FFT分析 ..................................................................... ............ 8 1.5 数字滤波器设计原理 ..................................................................... . (8)1.5.1 用窗函数法设计FIR滤波器 (9)1.5.2 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 (9)2 语音信号分析和处理过程 ..................................................................... ..............10 2.1 语音信号的采集 ..................................................................... ...................10 2.2 窗函数法设计 ..................................................................... .. (11)2.2.1窗函数法低通滤波器 ..................................................................... (11)2.2.2 窗函数法高通滤波器 ..................................................................... ..142.2.3 窗函数法带通滤波器 ..................................................................... ..15 2.3双极性变换法设计 ..................................................................... . (16)2.3.1 双极性变换法设计低通滤波器 (18)2.3.2 双极性变换法设计高通滤波器 (20)2.3.3 双极性变换法设计带通滤波器 (24)2.4 结果分析 ..................................................................... ...............................26 3 总结 ..................................................................... ................................................27 参考文献 ..................................................................... .. (28)2武汉理工大学《基于MATLAB的语音信号处理》课程设计说明书摘要MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
数字信号处理课程设计报告--基于MATLAB的语音去噪处理
数字信号处理课程设计报告--基于MATLAB的语音去噪处理《数字信号处理》课程设计报告基于MATLAB的语音去噪处理专业: 通信工程班级: 通信1101班组次: 第7组姓名及学号: 胡政权(2011013825) 姓名及学号: 潘爽(2011013836)第1页组员承担任务负责程序的编写，并检验程序是否错误，利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，注意材料收集胡政权与整理，对课程设计要求进行最后审核。
负责课程设计实验MATLAB仿真对实验结果进行分析，上网查阅材料对实验发表自己看法同时对实验要求进行扩展。
对论文进行抒写，排版潘爽使实验课程设计更加完善。
指导教师评价意见第2页基于MATLAB的语音去噪处理1、设计目的(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、加噪、去噪过程; (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。
2、设计任务(1)语音信号的录制。
(2)在MATLAB平台上读入语音信号。
(3)绘制频谱图并回放原始语音信号。
(4)利用MATLAB编程加入一段正弦波噪音，设计滤波器去噪。
(5)利用MATLAB 编程加入一段随机噪音信号，设计FIR和IIR滤波器去噪，并分别绘制频谱图、回放语音信号。
(6)通过仿真后的图像以及对语音信号的回放，对比两种去噪方式的优缺点。
其大概流程框图可如下表示:(图2-1)图2-1 课程设计的流程第3页3、设计原理3.1 去噪原理3.1.1 采样定理在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中，最高频率fmax的2倍时，即:fs.max>=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5,10倍;采样定理又称奈奎斯特定理。
1924年奈奎斯特(Nyquist)就推导出在理想低通信道的最高大码元传输速率的公式: 理想低通信道的最高大码元传输速率=2W*log2 N (其中W是理想低通信道的带宽,N是电平强度)为什么把采样频率设为8kHz?在数字通信中，根据采样定理, 最小采样频率为语音信号最高频率的2倍频带为F的连续信号 f(t)可用一系列离散的采样值f(t1),f(t1?Δt)，f(t1?2Δt)，...来表示,只要这些采样点的时间间隔Δt?1/2F，便可根据各采样值完全恢复原来的信号f(t)。
数字信号处理课程设计报告--基于MATLAB的语音去噪处理
数字信号处理课程设计报告--基于MATLAB的语音去噪处理《数字信号处理》课程设计报告基于MATLAB的语音去噪处理专业: 通信工程班级: 通信1101班组次: 第7组姓名及学号: 胡政权(2011013825) 姓名及学号: 潘爽(2011013836)第1页组员承担任务负责程序的编写，并检验程序是否错误，利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，注意材料收集胡政权与整理，对课程设计要求进行最后审核。
负责课程设计实验MATLAB仿真对实验结果进行分析，上网查阅材料对实验发表自己看法同时对实验要求进行扩展。
对论文进行抒写，排版潘爽使实验课程设计更加完善。
指导教师评价意见第2页基于MATLAB的语音去噪处理1、设计目的(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、加噪、去噪过程; (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。
2、设计任务(1)语音信号的录制。
(2)在MATLAB平台上读入语音信号。
(3)绘制频谱图并回放原始语音信号。
(4)利用MATLAB编程加入一段正弦波噪音，设计滤波器去噪。
(5)利用MATLAB 编程加入一段随机噪音信号，设计FIR和IIR滤波器去噪，并分别绘制频谱图、回放语音信号。
(6)通过仿真后的图像以及对语音信号的回放，对比两种去噪方式的优缺点。
其大概流程框图可如下表示:(图2-1)图2-1 课程设计的流程第3页3、设计原理3.1 去噪原理3.1.1 采样定理在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中，最高频率fmax的2倍时，即:fs.max>=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5,10倍;采样定理又称奈奎斯特定理。
1924年奈奎斯特(Nyquist)就推导出在理想低通信道的最高大码元传输速率的公式: 理想低通信道的最高大码元传输速率=2W*log2 N (其中W是理想低通信道的带宽,N是电平强度)为什么把采样频率设为8kHz?在数字通信中，根据采样定理, 最小采样频率为语音信号最高频率的2倍频带为F的连续信号 f(t)可用一系列离散的采样值f(t1),f(t1?Δt)，f(t1?2Δt)，...来表示,只要这些采样点的时间间隔Δt?1/2F，便可根据各采样值完全恢复原来的信号f(t)。
基于matlab的语音信号滤波处理——数字信号处理课程设计
数字信号处理课程设计题目：基于matlab的语音信号滤波处理摘要：语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科，是目前发展最为迅速的学科之一，通过语音传递信息是人类最重要，最有效，最常用和最方便的交换信息手段，所以对其的研究更显得尤为重要。
Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换成离散的数据文件，然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。
这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境！本设计要求自己录制一段自己的语音后，在MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图。
再在Matlab中分别设计不同形式的FIR数字滤波器。
之后对采集的语音信号经过不同的滤波器（低通、高通、带通）后，观察不同的波形，并进行时域和频谱的分析。
对比处理前后的时域图和频谱图，分析各种滤波器对于语音信号的影响。
最后分别收听进行滤波后的语音信号效果，做到了解在怎么样的情况下该用怎么样的滤波器。
目录1.设计内容 (4)2.设计原理 (4)2.1语音信号的时域分析 (4)2.2语音信号的频域分析 (5)3.设计过程 (5)3.1实验程序源代码 (6)3.1.1原语音信号时域、频域图 (6)3.1.2低通滤波器的设计 (6)3.1.3高通滤波器的设计 (7)3.1.4带通滤波器的设计 (8)3.1.5语音信号的回放 (9)3.2调试结果描述 (10)3.3所遇问题及结果分析 (15)3.3.1所遇主要问题 (16)3.3.2结果分析 (16)4.体会与收获 (17)5.参考文献 (17)1.设计内容：1．首先录制好一段自己的语音。
2．用Matlab分别设计好3种类型的滤波器（指标自己确定）：低通型、高通型、带通型。
3．用Matlab将语音信号进行采样，并分别将其通过所设计的3种滤波器。
4．用Matlab自带的语音返回函数收听滤波后的语音信号，分析并比较其与原语音信号的差异。
(完整word版)基于matlab的语音信号处理(2)
(完整word版)基于matlab的语音信号处理(2) 数字信号处理设计报告题目：基于Matlab的语音信号处理系别信息工程学院专业班级通信工程1342学生姓名范泉指导教师吉李满提交日期2016年6月10日(完整word版)基于matlab的语音信号处理(2)摘要数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。
因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现.而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。
数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器（DSP)和专用集成电路（ASIC）等。
数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。
本设计的具体内容是基于MATLAB的语音信号处理，核心算法是离散傅立叶变换（DFT)，是DFT使信号在数字域和频域都实现了离散化，从而可以用通用计算机处理离散信号。
然后添加噪声信号,选用合适的滤波器对噪声信号进行滤除,使数字信号处理从理论走向实用。
MATLAB功能强大，可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
用MATLAB来解算问题要比用其他语言简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
关键词:数字信号处理器；离散傅立叶变换；MATLAB目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的目的 (1)1。
基于matlab的语音信号滤波处理课程设计报告
信息工程学院
2014/ 2015学年第一学期
课程设计报告
课程名称：基于MATLAB的语音信号滤波处理班级学号统本通信
学生姓名 XXX XXX 指导教师 XXX
任务书
基于matlab的语音信号滤波处理
摘要：本课程设计的主要目的是在MATLAB环境下，使用窗口设计法设计一个滤波器，并对语音信号进行滤波去噪。
开发平台为MATLAB，设计方法为窗口设计法。
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，用凯塞窗设计一个满足指标的FIR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。
在滤波前后语音信号波形的变化中，由于我们录制的语音信号噪声不大，所以观察并不明显，但在频域波形中，我们可以明显的看到设计的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。
关键词：滤波去噪；FIR滤波器；凯塞窗；MATLAB。
Matlab对语音信号进行频谱分析及滤波
实验报告（题目）信号处理算法课程设计专业电子信息科学与技术班级电子09-1班学生陈年兴学号 09 指导教师刘利民完成时间 2012 年 6 月 14 日信号处理算法课程设计一、设计内容设计一：Matlab对语音信号进行频谱分析及滤波1、语音信号的采集录制了一段声音，在C盘保存为WAV格式（也可以利用已有的音乐）。
然后在Matlab软件平台下．利用函数wavread对语音信号进行采样，并记录下了采样频率和采样点数，在这里我们还通过函数sound引入听到采样后自己所录的一段声音。
2、语音信号的频谱分析首先画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 中，我们利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性性。
3、设计数字滤波器和画出其频谱响应设计一个数字滤波器：F c =1000 Hz,Fb=1200 Hz,Ap= 1dB，As=15dB，利用Matlab中的函数freqz画出了该滤波器的频率响应。
4、对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化，并回放语音信号。
一、处理程序如下所示：[y, Fs, nbits] =wavread('E:\yinpin\luyin.wav'); %读取语音信号的数据sound(y,Fs); %播放语音信号y1=fft(y,1024); %对信号做1024点FFT变换f=Fs*(0:511)/1024;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('幅度n');figure(2);subplot(2,1,1);plot(f,abs(y(1:512)));title('原始语音信号频谱'); xlabel('频率');ylabel('幅度');subplot(2,1,2);plot(abs(y1(1:512))) %做原始语音信号的FFT频谱图title('原始语音信号FFT频谱'); xlabel('频率');ylabel('幅度');figure(3);freqz(y); %绘制原始语音信号的频率响应图title('频率响应图');二、设计一个数字滤波器：F c =1000 Hz,F b =1200 Hz,Ap= 1dB ，As=15dB 。
基于matlab的语音信号滤波器设计实现
数字信号处理课程设计基于MATLAB的语音信号数字滤波器的设计和实现一．方案论述1.1 方案总述此次“基于MATLAB的语音信号滤波器的设计与实现”课程设计要求要求自行采集语音信号后，在MATLAB软件平台进行频谱分析；并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。
1.2 声音信号的录制和处理利用WINDOWS自带的媒体录音工具录制长度适中的一段声音。
保存文件时，利用计算机上的A/D转换，把声音信号由模拟信号转换成离散量化的数字信号（放音时，再通过A/D转换器转换成模拟声音信号）。
然后在MATLAB中，调入此声音文件，再利用函数Wavread对已录制的语音信号进行采样，然后对语音信号进行频谱分析。
噪音信号的生成，需要自行在在MATLAB中人为设计一个干扰信号，运用MATLAB 软件对语音信号和干扰信号进行合成。
1.3 滤波器的设计滤波器的设计是本次设计的重点，也是难点所在。
数字滤波器分为FIR滤波器和IIR滤波器。
采用软件设计来实现，主要方法有脉冲响应不变法，双线性变换法，窗函数法。
本设计是用双线性变换法设计一个低通滤波器。
通过对语音信号的数据分析，对滤波器的参数性能设定，可以成功滤除干扰信号，从而利用软件仿真完成硬件滤波器的功能。
设计时要考虑滤波器的类型，阶数，截止频率，衰减幅度等。
二．方案实现2.1 语音信号采集在本论文中，需要一个相对无噪声的语音信号来进行与固定频率的噪声信号的合成，并对合成后信号通过语音滤波器进行滤波处理。
由于绝对无噪声的语音信号是不存在的，所以现在使用PC机在相对安静无噪声的环境下录取一段语音信号来作为相对无噪声的语音信号。
在一台装有MATLAB的多媒体PC机上，利用PC 机上的声卡和WINDOWS 操作系统中的录音软件就可以进行语音信号的采集（即录音）。
在 PC机上加一个语言输入设备（麦克风），接着在WINDOWS的桌面上依次点击：【开始】、【所有程序】、【附件】、【录音机】，启动录音机，然后单击录音键，录制一段长度适中的语音信号。
基于Matlab的语音信号滤波器的设计与实现
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仿真结果输出及结论
• 滤波后的输出波形明显在对应时间幅度比原语音加噪声信号的要小，
而且滤波的效果也与滤波器的选择有关，可以看出滤波器的性能差 异以及参数的调节会对滤波器产生一定的影响，并且通过回放可以 发现滤波前后的声音有变化.低通滤波后,已很接近原来的声音，人耳 几乎辨别不出 。从频谱图中我们还可以看出声音的能量信号主要集 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。
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FIR带 通 滤 波 器 的 频 率 响 应
FIR低 通 滤 波 器 的 频 率 响 应 100
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Magnitude (dB)
Magnitude (dB)
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计滤波器对其进行滤波处理，对话音信号加噪声前后的频谱进行比 较分析，对合成语音信号滤波前后进行频谱的分析比较。
设计仿真过程
• 设计流程框图 • 滤波器的技术指标 • 设计源程序
流 程 框 图
原始信号时域波形图 1
1 加噪前的信号
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基于matlab的数字音效处理器——数字信号处理课设报告
实验题目专业：通信工程班级： 114班姓名： XXXXX 学号： XXXXXXXX指导教师： XXXXX一、实验类型综合研究性实验二、实验目的1．掌握采样定理及FFT谱分析的基本原理及其利用Matlab的实现方法；2. 掌握数字滤波器的设计原理和方法；3. 学习用MATLAB编程实现语音数字滤波系统。
三、实验要求1. 利用Windows下的录音机设备采集语音信号；2. 对语音信号进行采样并混进加性噪声，作频谱分析；3. 通过频谱分析选择合适的滤波器性能指标，设计合适的数字滤波器，并对含噪音的语音信号进行数字滤波；4. 设计处理系统的用户界面（GUI），在所设计的系统界面上可以选择滤波器的参数，显示滤波器的频率响应，选择信号等。
四、数字滤波器的设计原理数字滤波器可以理解为是一个计算程序或算法，将代表输入信号的数字时间序列转化为代表输出信号的数字时间序列，并在转化过程中，使信号按预定的形式变化。
数字滤波器有多种分类，根据数字滤波器冲激响应的时域特征，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。
IIR数字滤波器具有无限宽的冲激响应，与模拟滤波器相匹配，所以IIR滤波器的设计可以采取在模拟滤波器设计的基础上进一步变换的方法。
其设计方法主要有经典设计法、直接设计法和最大平滑滤波器设计法。
FIR数字滤波器的单位脉冲响应是有限长序列。
它的设计问题实质上是确定能满足所要求的转移序列或脉冲响应的常数问题，设计方法主要有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法等。
在对滤波器实际设计时，整个过程的运算量是很大的。
设计阶数较高的IIR 滤波器时，计算量更大，设计过程中改变参数或滤波器类型时都要重新计算。
设计完成后对已设计的滤波器的频率响应要进行校核。
要得到幅频、相频响应特性，运算量也是很大的。
平时所要设计的数字滤波器，阶数和类型并不一定是完全给定的，很多时候要根据设计要求和滤波效果不断地调整，以达到设计的最优化。
基于matlab语音信号滤波处理
吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计的主要内容 (1)1.3 设计要求 (1)第二章设计原理 (2)2.1 语音信号及处理 (2)2.2 语音信号的时域分析 (2)2.3 语音信号的频域分析 (3)2.4 数字滤波器 (3)第三章各部分电路原理 (5)3.1实验程序源代码 (5)3.1.1原语音信号的时域、频域图 (5)3.1.2低通滤波器的设计 (5)3.1.3高通滤波器的设计 (6)3.1.4带通滤波器的设计 (6)3.1.5带阻滤波器的设计 (7)3.1.6语音信号的回放（分别执行） (8)3.1.7原代码中各函数介绍 (8)3.2调试结果描述 (9)第四章分析与问题 (18)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第一章绪论1.1 设计目的1、学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法；2、掌握在Windows环境下语音信号采集的方法；3、掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法；4、学会用MATLAB对信号进行分析和处理。
1.2 设计的主要内容设计一个简单的语音信号分析系统，实现对语音信号时域波形显示、进行频谱分析，利用滤波器滤除噪声、对语音信号的参数进行提取分析等功能。
采用MATLAB设计语言信号分析相关程序。
1、录制一段1S左右的声音文件；2、设计三种滤波器对信号进行滤波（包括低通，高通和带通）；3、对滤波前后的波形进行比较；4、回放各个部分的语音信号。
1.3 设计要求1、要求每个学生独立完成设计任务；2、学会查阅技术手册和文献资料；3、在实验室条件下，按照设计要求，完成基于MATLAB的语音信号滤波处理设计；4、要求提交设计报告书一份。
第 1 页共 22 页吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第二章设计原理2.1 语音信号及处理语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。
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数字信号处理课程设计题目：基于matlab的语音信号滤波处理学院：物理与电子信息学院专业：电子信息工程班级：学号：姓名：指导教师：摘要：语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科，是目前发展最为迅速的学科之一，通过语音传递信息是人类最重要，最有效，最常用和最方便的交换信息手段，所以对其的研究更显得尤为重要。
Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换成离散的数据文件，然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。
这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境！本设计要求自己录制一段自己的语音后，在MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图。
再在Matlab中分别设计不同形式的FIR数字滤波器。
之后对采集的语音信号经过不同的滤波器（低通、高通、带通）后，观察不同的波形，并进行时域和频谱的分析。
对比处理前后的时域图和频谱图，分析各种滤波器对于语音信号的影响。
最后分别收听进行滤波后的语音信号效果，做到了解在怎么样的情况下该用怎么样的滤波器。
目录1.设计内容 (4)2.设计原理 (4)2.1语音信号的时域分析 (4)2.2语音信号的频域分析 (5)3.设计过程 (5)3.1实验程序源代码 (6)3.1.1原语音信号时域、频域图 (6)3.1.2低通滤波器的设计 (6)3.1.3高通滤波器的设计 (7)3.1.4带通滤波器的设计 (8)3.1.5语音信号的回放 (9)3.2调试结果描述 (10)3.3所遇问题及结果分析 (15)3.3.1所遇主要问题 (16)3.3.2结果分析 (16)4.体会与收获 (17)5.参考文献 (17)1.设计内容：1．首先录制好一段自己的语音。
2．用Matlab分别设计好3种类型的滤波器（指标自己确定）：低通型、高通型、带通型。
3．用Matlab将语音信号进行采样，并分别将其通过所设计的3种滤波器。
4．用Matlab自带的语音返回函数收听滤波后的语音信号，分析并比较其与原语音信号的差异。
2.设计原理：语音信号时一种非平稳的时变信号，它带着各种信息。
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的各种信息。
语音信号分析的目的就在于方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。
语音信号处理可以分为时域和变换域等处理方法，其中时域分析是最简单的方法，直接对语音信号的时域波形进行分析，崎岖的特征参数主要有语音的短时能量，短时平均过零率，短时自相关函数等。
2.1语音信号的时域分析信号提取：通过图形用户界面上的菜单功能按键采集电脑上的一段音频信号，完成音频信号的频率，幅度等信息的提取，并得到该语音信号的波形图。
信号调整：在设计的用户图形界面下对输入的音频信号进行各种变化，如变化幅度、改变频率等操作，以实现对语音信号的调整。
2.2语音信号的频域分析信号的傅里叶表示在信号的分析和处理中起着重要的作用。
因为对于线性系统来说，可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应，所以傅里叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。
另外，傅里叶表示使信号的某些特性变得更明显，因此，它能更深入地说明信号的各项红物理现象。
由于语音信号时随着时间变化的，通常认为，语音是一个受准周期脉冲或随机噪声源激励的线性系统的输出。
输出频谱是声道系统频率响应与激励源频谱的乘积。
身份到系统的频率响应及激励源都是随时间变化的，因此一般标准的傅里叶表示虽然适用于周期及平稳随机信号的表示，但不能直接用于语音信号。
由于语音信号可以认为在短时间内，近似不变，因而可以采用短时分析法。
1.信号变换：在用户图形界面西啊对采集的语音信号进行Fourier等变换，并画出变换前后的频谱图和倒谱图。
2.信号滤波：滤除语音信号中的噪音部分，可以采用抵用滤波、高通滤波、带通滤波，并比较各种滤波后的效果。
3．设计过程：3.1实验程序源代码（原语音信号存放在e:\下）：3.1.1．原语音信号的时域、频域图[x1,fs,bits]=wavread('e:\txwz.wav');%sound(x1,fs,bits);figure(1);plot(x1);%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(x1);%做length(x1)点的FFTy1=fftshift(y1); %平移，是频率中心为0derta_fs = fs/length(x1); %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');grid on;3.1.2低通滤波器的设计%低通滤波：截止频率4000，阻带衰减20dB，过渡带宽0.1πfc1=4000;N1=2*pi*0.9/(0.1*pi)wc1=2*pi*fc1/fs;if rem(N1,2)==0N1=N1+1;endWindow= boxcar (N1+1); %长度为N1的矩形窗Windowb1=fir1(N1,wc1/pi,Window);figure(3);freqz(b1,1,512);title('低通滤波器的频率响应');x1_low = filter(b1,1,x1);%对信号进行低通滤波figure(4);plot(x1_low);title('信号经过低通滤波器(时域)');figure(5);plot([-fs/2:derta_fs:fs/2-derta_fs],abs(fftshift(fft( x1_low))));title('信号经过低通滤波器（频域）');3.1.3高通滤波器的设计%高通滤波：截止频率4000，阻带衰减40dB,过渡带宽0.1πfc2=4000;N2=2*pi*3.1/(0.1*pi)wc2=2*pi*fc1/fs;N2=N2+mod(N2,2);Window=hanning(N2+1);b2=fir1(N2,wc2/pi,'high',Window);figure(6);freqz(b2,1,512);%数字滤波器频率响应title('高通滤波器的频率响应');x1_high = filter(b2,1,x1);%对信号进行高通滤波figure(7);plot(x1_high);title('信号经过高通滤波器(时域)');figure(8);plot([-fs/2:derta_fs:fs/2-derta_fs],abs(fftshift(fft( x1_high))));title('信号经过高通滤波器（频域）')3.1.4带通滤波器的设计%带通滤波：下截止频率4000，上截止频率8000，阻带衰减20dB,过渡带宽度0.1πf1=4000;f2=8000; %带通滤波器的通带范围w1=2*pi*f1/fs;w3=w1+0.1*pi;w2=2*pi*f2/fs;w4=w2-0.1*pi;w=[(w1+w3)/2,(w2+w4)/2];B=0.1*pi;N3=ceil(2*0.9*pi/B);N3=N3+mod(N3,2);Window=boxcar(N3+1);b3=fir1(N3,w/pi,'stop',Window);%带通滤波器figure(9);freqz(b3,1,512);%数字滤波器频率响应title('带通滤波器的频率响应');x1_daitong = filter(b3,1,x1);%对信号进行带通滤波figure(10);plot(x1_daitong);title('信号经过带通滤波器(时域)');figure(11);plot([-fs/2:derta_fs:fs/2-derta_fs],abs(fftshift(fft( x1_daitong))));title('信号经过带通滤波器（频域）');3.1.5语音信号的回放（分别执行）sound(x1,fs,bits);%原始信号sound(x1_low,fs,bits);%经过低通滤sound(x1_high,fs,bits); %经过高通滤波sound(x1_daitong,fs,bits);%经过带通滤波3.2调试结果描述原始语音信号的时域图形：原始语音信号频谱：低通滤波器的频率响应：信号经过低通滤波后的时域波形：高通滤波器的频率响应：信号经过高通滤波后的频域波形：带通滤波器的频率响应：信号经过带通滤波后的时域波形：信号经过带通滤波后的频域波形：3.3所遇问题及结果分析3.3.1所遇主要问题1．在高通与带通滤波器的设计时老是报错，但同样的用法在低通滤波器中就可以实现b2=fir1(N2,wc2/pi,'high',Window);??? Error using ==> fir1The window length must be the same as the filter length.其要求在fir函数中所选用的窗长要和滤波器长度一致。
但在参考书上指出，滤波器阶数必须为窗长加1。
经上网查询后，原来高通、带阻滤波器的阶数应该控制为奇数，因为如果阶数为偶数，则在π点必有一零点，这对于高通带阻来说是不允许的，故取阶数为奇数，而你FIR1滤波器阶数为M+1阶，所以你的M必须为偶数，所以可以将程序中去窗长算法由原程序的:N2=2*pi*0.9/(0.1*pi);if rem(N2,2)==0N2=N2+1;End和:N3=2*pi*0.9/(0.1*pi);if rem(N3,2)==0N3=N3+1;End改为了：N2=N2+mod(N2,2);和:B=0.1*pi;（B为过渡带宽）N3=ceil(2*0.9*pi/B);N3=N3+mod(N3,2);2.在设计高通滤波器时先是使用的矩形窗，用矩形窗验证出来的结果中低频语音分量依旧很强，不能将其全部抑制在0，之后换窗，选着了最小衰减可以到达53dB的海明窗，再次试验，非常成功！3.3.2结果分析经过回放三个不同类型滤波器输出的语音信号，并与原语音信号对比得到了如下结论。
语音高频成分音质非常尖锐，齿音中，声音有些暗淡。
语音低频成分音质沉稳，空间感觉强，语音浑厚。
语音中频成分音质有力度，有通透感。