MATLAB與信息系統(tǒng)仿真課程設(shè)計報告

1、matlab與信息系統(tǒng)仿真課程設(shè)計報告課題：語音信號的采集與處理課程：信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理學(xué)院：xx學(xué)院班級：組員：指導(dǎo)老師:完成日期：2015年1月16日目錄1、 引言.22、 正文.22.1 設(shè)計要求與設(shè)備.22.2 語音信號的頻譜分析.22.2.1 設(shè)計任務(wù).22.2.2 設(shè)計原理.22.2.3 設(shè)計結(jié)果.32.3 語音信號的采樣.62.3.1 設(shè)計任務(wù).62.3.2 設(shè)計原理.72.3.3 設(shè)計結(jié)果.72.4 語音信號的轉(zhuǎn)變.82.4.1 設(shè)計任務(wù).82.4.2 設(shè)計原理.82.4.3 設(shè)計結(jié)果.82.5 語音信號的調(diào)制與解調(diào).102.5.1 設(shè)計任務(wù).102.5.2 設(shè)計原理.1

2、02.5.3 設(shè)計結(jié)果.102.6 加噪語音信號的濾波.142.6.1 設(shè)計任務(wù).142.6.2 設(shè)計原理.142.6.3 設(shè)計結(jié)果.143、 心得體會.184、 參考文獻.20附錄：程序代碼.21程序代碼:program1.21程序代碼:program2.24程序代碼:program3.25程序代碼:program4.27程序代碼:program5.281、 引言語音信號采集與處理是用數(shù)字信號處理技術(shù)對語音信號進行處理的方式。它的目的是想通過處理得到一些反應(yīng)語音信號重要特征的語音參數(shù)以辨別個體語音的區(qū)別，再者是通過使用matlab實驗軟件來對語音信號進行各種變化以便更好地掌握快速傅立葉變換（

3、fft）、采樣定理（奈奎斯特采樣定律）、調(diào)制與解調(diào)、各種濾波器的原理等。因此，在語音信號處理之前我們要先了解語音信號的特征，以便進一步的實驗驗證，還要掌握數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用。對語音信號進行時域與頻域的分析，正確地應(yīng)用快速傅立葉變換的方法，但我們平常所接觸到的大多數(shù)是一些結(jié)構(gòu)單一、周期型的函數(shù)信號，例如正余弦函數(shù)信號、沖激函數(shù)和階躍函數(shù)，而對于復(fù)雜多變的語音信號，我們該如何駕馭?這便是我們這次的課程設(shè)計需要思考的內(nèi)容。2、 正文2.1 設(shè)計要求與設(shè)備綜合設(shè)計：語音信號的采集與處理1. 利用 windows 自帶的錄音機或者其它錄音軟件，錄制幾段語音信號（要有幾種不同的聲音，要有男聲、女聲）。

4、 2. 對錄制的語音信號進行頻譜分析，確定該段語音的主要頻率范圍，由此頻率范圍判斷該段語音信號的特點（低沉 or 尖銳？） 3. 利用采樣定理，對該段語音信號進行采樣，觀察不同采樣頻率（過采樣、欠采樣、臨界采樣）對信號的影響。 這里涉及到采樣下重采樣的問題，請大家思考如何去做。 4. 實現(xiàn)語音信號的快放、慢放、倒放、回聲、男女變聲。 5. 對采集到的語音信號進行調(diào)制與解調(diào)，觀測調(diào)制與解調(diào)前后信號的變化。 6. 對語音信號加噪，然后進行濾波，分析不同的濾波方式對信號的影響。 設(shè)計設(shè)備清單：1 pc機一臺2 matlab軟件2.2 語音信號的頻譜分析2.2.1 設(shè)計任務(wù)對錄制的語音信號進行頻譜分析

5、，確定該段語音的主要頻率范圍，由此頻率范圍判斷該段語音信號的特點。（低沉 or 尖銳？）2.2.2 設(shè)計原理使用matlab提供的函數(shù)來實現(xiàn)fft最為簡捷。matlab提供內(nèi)部函數(shù)fft來快速計算序列的離散傅立葉變換，其格式如下：式中，x是時域序列；n是點數(shù)；x是變換所得的頻域序列。如果x的長度小于n，則在其后補零，使之成為長度為n的序列。也可以省略n，這時采用的就是x的長度。如果x是一個矩陣，則計算x中每列的n點dft。函數(shù)fft是matlab的內(nèi)建函數(shù)，是用機器語言而不是用matlab的指令寫成的。因此不能在命令行輸入type命令來查看程序代碼。函數(shù)fft給出的頻域序列以坐標原點為始點。有

6、時候，希望以坐標原點作為頻域序列的中點。為此，可用函數(shù)fftshift來計算離散傅立葉變換。通過采用快速傅立葉變換（fft）函數(shù)來得到語音信號的頻譜可直接看出該段語音的主要頻率范圍，通過男女聲頻譜可直接做出比較，得到男女語音信號的特點：在低頻部分，在男聲語音信號相對于女聲語音信號所占的比例大；在高頻部分，在女聲語音信號相對于男聲語音信號所占的比例大；為了能夠讓閱讀者更加直觀的發(fā)現(xiàn)男女語音信號在高低頻率的區(qū)別，我們計算了男女語音信號各自在高低頻段所占比率，以圖示的形式展示。此頻譜分析中包含語音信號的時域分析、頻域分析、降采樣和男女信號各自在高低頻段所占比例的對比。2.2.3 設(shè)計結(jié)果(見附錄：程

7、序代碼program1)1) 男女語音信號的時域分析圖：2) 男女語音信號的頻域分析圖：3) 降采樣：4) 男女信號各自在高低頻段所占比例的對比：2.3 語音信號的采樣2.3.1 設(shè)計任務(wù)利用采樣定理，對該段語音信號進行采樣，觀察不同采樣頻率（過采樣、欠采樣、臨界采樣）對信號的影響。 （這里涉及到采樣下重采樣的問題，請大家思考如何去做。 ）2.3.2 設(shè)計原理數(shù)字信號處理的對象，是在采樣時鐘的控制下，通過ad轉(zhuǎn)換器以一定的采樣率對模擬信號進行采樣而得到的。根據(jù)采樣定理，采樣率必須大于模擬信號最高頻率的2倍（奈奎斯特采樣定律）。然而在許多情況下，要求對信號以不同的頻率進行采樣。這時需要對采樣數(shù)據(jù)

8、進行處理。在matlab中可以利用抽取或內(nèi)插方法改變采樣率。其中，resample函數(shù)是以p/q倍速度對向量x進行重采樣，該函數(shù)調(diào)用的格式如下：y=resample(x,p,q)；或者采用downsample函數(shù)，它的功能是對時間序列重采樣，在原時間序列中等間隔地取出一些項，得到新的序列，格式為y=downsample(x,n)，指從第一項開始，等間隔n對信號x采樣，得到新序列y。這里改變間隔n的大小來觀察新序列的頻譜是否出現(xiàn)失真，若頻譜失真，則處于欠采樣（采樣頻率低于信號帶寬的2倍），在即將失真前的那一個間隔i為臨界采樣（采樣頻率等于信號帶寬的2倍），小于i時為過采樣（采樣頻率高于信號帶寬的

9、2倍），但語音信號本身在錄入電腦時已處于過采樣階段，此處可省略過采樣。2.3.3 設(shè)計結(jié)果(見附錄：程序代碼program2)1) 原始語音信號和采樣后的語音信號的時域?qū)Ρ?) 原始語音信號和采樣后的語音信號的頻域?qū)Ρ?.4 語音信號的轉(zhuǎn)變2.4.1 設(shè)計任務(wù) 實現(xiàn)語音信號的快放、慢放、倒放、回聲、男女變聲。 2.4.2 設(shè)計原理變速：改變語音的播放速度也就是改變采樣間隔（即改變了采樣頻率），但是這個頻實現(xiàn)率依然要在2f(nyquist rate)之上，否則就會產(chǎn)生失真。倒放：使用flipud()倒置語音矩陣，逆序輸出音頻即可?；芈暎夯芈曉跁r域上幅值減小了，頻域上的特征不變，只需要把原信號添加

10、一個延時（delay）和對時域的幅度添加一個參數(shù).然后和原信號疊加即可獲得回響效果。男女變聲：我們使用另外寫的voice(x,f)函數(shù)實現(xiàn)音調(diào)轉(zhuǎn)換，x為需要轉(zhuǎn)換的聲音，通過抽取插值更改采樣率來改變基頻，當(dāng)f1時音調(diào)降低;f1音調(diào)升高。然后再進行時長整合使語音文件恢復(fù)原來的時長。時長整合使用重疊疊加算法來實現(xiàn)。經(jīng)過我們試聽，轉(zhuǎn)換效果還是很好的。2.4.3 設(shè)計結(jié)果(見附錄：程序代碼program3)1) 加入回聲的波形2) 轉(zhuǎn)換前與轉(zhuǎn)換后語音信號波形的對比3) 轉(zhuǎn)換前與轉(zhuǎn)換后語音信號頻譜的對比2.5 語音信號的調(diào)制與解調(diào)2.5.1 設(shè)計任務(wù)采集到的語音信號進行調(diào)制與解調(diào)，觀測調(diào)制與解調(diào)前后信號的

11、變化。2.5.2 設(shè)計原理調(diào)制與解調(diào)是互為相反功能的信號頻譜搬移過程。在發(fā)送端，通過調(diào)制將傳輸信號頻譜搬移到指定傳輸信道的頻段上，以便于傳輸、信道復(fù)用以及干擾抑制；在接收端，再以相反的過程（解調(diào)）將傳輸信號恢復(fù)出來。 通帶模擬調(diào)制解調(diào)的模型：該設(shè)計中我們采用的是線性調(diào)制：雙邊帶調(diào)制（dsb），設(shè)輸入被調(diào)信號為m(t)，則調(diào)制輸出y(t)為，其中為載波頻率（hz）；是載波初始相位（rad），此處，我們將取0。雙邊帶調(diào)制解調(diào)的優(yōu)點是功率高效，節(jié)省了載波功率，調(diào)制效率100%，缺點是頻帶利用并不高效，多傳了一倍的頻帶信息，且不能用包絡(luò)檢波，需用相干檢波，較復(fù)雜。 dsb調(diào)制解調(diào)的框圖： 2.5.3

12、設(shè)計結(jié)果(見附錄：程序代碼program4)1) 語音信號的時域波形2) 語音信號的頻譜3) 載波信號的頻譜4) 已調(diào)信號的頻譜5) 解調(diào)信號的頻譜6) 低通濾波器的特性曲線7) 濾波后的語音信號的時域圖和頻譜2.6 加噪語音信號的濾波2.6.1 設(shè)計任務(wù)對語音信號加噪，然后進行濾波，分析不同的濾波方式對信號的影響。2.6.2 設(shè)計原理該設(shè)計加入的噪聲是noise=0.1*sin(2*pi*fn*t)（fn=3000）可供更改噪聲頻率。此處我們簡化了噪聲的復(fù)雜度，沒有將噪聲信號noise=randn(size(t)隨機化,是降低了濾波的難度，但基本原理是一致的。這里我們設(shè)計了3種濾波器對語音進

13、行處理，分別為橢圓數(shù)字型低通濾波、橢圓數(shù)字型高通濾波和巴特沃斯型數(shù)字低通濾波器，繪制出相應(yīng)的幅度、相位譜圖，濾波后的波形、頻譜圖。橢圓數(shù)字型低通濾波：調(diào)用格式:n,wn=ellipord(wp,ws,rp,rs)b,a=ellip(n,rp,rs,wp);橢圓數(shù)字型高通濾波：調(diào)用格式:n,wn=ellipord(wp,ws,rp,rs);b,a=ellip(n,rp,rs,wp,high);巴特沃斯型數(shù)字低通濾波器：調(diào)用格式:n,wn=buttord(wp,ws,rp,rs);b,a=butter(n,wn,low);2.6.3 設(shè)計結(jié)果(見附錄：程序代碼program5)1) 原始語音信號與

14、加噪信號時域圖的對比2) 原始語音信號與加噪信號頻譜的對比3) 橢圓低通濾波器的特性曲線4) 橢圓低通濾波后的語音信號時域圖和頻譜5) 橢圓高通濾波器的特性曲線6) 橢圓高通濾波后的語音信號時域圖和頻譜7) 巴特沃斯型數(shù)字低通濾波器的特性曲線8) 巴特沃斯型數(shù)字低通濾波器后的語音信號時域圖和頻譜3、 心得體會(自我感言)4、 參考文獻1 數(shù)字信號處理：理論與實踐/王大倫，王志新，王康編著.北京：清華大學(xué)出版社，2010.22 通信原理/樊昌信，曹麗娜編著.7版.北京：國防工業(yè)出版社，2012.113 matlab信號處理/劉波，文忠，曾涯編著.北京：電子工業(yè)出版社，2006.14 matlab

15、/simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實例分析/邵玉斌編著.北京：清華大學(xué)出版社，2008.65 數(shù)字信號處理/張小虹主編.2版.北京：機械工業(yè)出版社，2008.86 信號與系統(tǒng)分析/和衛(wèi)星，許波主編.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.3附錄：程序代碼（各個程序代碼獨立）1 程序代碼：program1%頻譜分析clear;%fs1=fs2=44100hzx1,fs1,bits =wavread(d:yllvoice女聲.wav) ;x2,fs2,bits =wavread(d:yllvoice男聲.wav) ;%sound(x1,fs1,bits); %對語音信號進行回放%sound(x2

16、,fs2,bits); %對語音信號進行回放m1=length(x1);m2=length(x2); %語音信號的長度n1=round(log2(m1);n2=round(log2(m2);n1=2n1;n2=2n2;t1=0:1/fs1:(m1-1)/fs1;t2=0:1/fs2:(m2-1)/fs2;%時域頻譜圖 figure(1)subplot(211);plot(t1,x1);xlabel(時間(t1);ylabel(幅值); %原始語音信號的時域圖形title(女聲信號x1n);subplot(212);plot(t2,x2);xlabel(時間(t2);ylabel(幅值); %原

17、始語音信號的時域圖形title(男聲信號x2n);figure(2) xf1=fft(x1,n1);f1=0:n1-1*fs1/n1;amp1=abs(xf1)/(n1/2);amp1(1,:)=amp1(1,:)/2;subplot(211);plot(f1,amp1);xlabel(頻率（f1）);ylabel(|x1(f)|);%原始語音信號的fft頻譜圖 title(女聲信號fft頻譜);%axis(0 5000 0 0.003);%可加可不加，方便從頻譜中看出男女聲的差別xf2=fft(x2,n2);f2=0:n2-1*fs2/n2;amp2=abs(xf2)/(n2/2);amp2

18、(1,:)=amp2(1,:)/2;subplot(212);plot(f2,amp2);xlabel(頻率（f2）);ylabel(|x2(f)|); %原始語音信號的fft頻譜圖 title(男聲信號fft頻譜);%axis(0 5000 0 0.003);%降采樣figure(3)%采樣頻率為原來的1/2時的頻譜圖x11=x1(1:2:length(x1);x21=x2(1:2:length(x2); %降采樣m11=length(x11);m21=length(x21); %語音信號的長度n11=round(log2(m11);n21=round(log2(m21);n11=2n11;

19、n21=2n21;xf11=fft(x11,n11);f11=0:n11-1*fs1/n11;amp11=abs(xf11)/(n11/2);amp11(1,:)=amp11(1,:)/2;subplot(211);plot(f11,amp11);xlabel(頻率（f1）);ylabel(|x11(f)|); %原始語音信號的fft頻譜圖 title(1/2時的女聲信號fft頻譜);xf21=fft(x21,n21);f21=0:n21-1*fs2/n21;amp21=abs(xf21)/(n21/2);amp21(1,:)=amp21(1,:)/2;subplot(212);plot(f2

20、1,amp21);xlabel(頻率（f2）);ylabel(|x21(f)|); %原始語音信號的fft頻譜圖 title(1/2時的男聲信號fft頻譜);figure(4)%采樣頻率為原來的1/4時的頻譜圖x12=x1(1:4:length(x1);x22=x2(1:4:length(x2); %降采樣m12=length(x12);m22=length(x22); %語音信號的長度n12=round(log2(m12);n22=round(log2(m22);n12=2n12;n22=2n22;xf12=fft(x12,n12);f12=0:n12-1*fs1/n12;amp12=abs

21、(xf12)/(n12/2);amp12(1,:)=amp12(1,:)/2;subplot(211);plot(f12,amp12);xlabel(頻率（f1）);ylabel(|x12(f)|); %原始語音信號的fft頻譜圖 title(1/4時的女聲信號fft頻譜);xf22=fft(x22,n22);f22=0:n22-1*fs2/n22;amp22=abs(xf22)/(n22/2);amp22(1,:)=amp22(1,:)/2;subplot(212);plot(f22,amp22);xlabel(頻率（f2）);ylabel(|x22(f)|); %原始語音信號的fft頻譜圖

22、 title(1/4時的男聲信號fft頻譜);figure(5)%采樣頻率為原來的1/8時的頻譜圖x13=x1(1:8:length(x1);x23=x2(1:8:length(x2); %降采樣m13=length(x13);m23=length(x23); %語音信號的長度n13=round(log2(m13);n23=round(log2(m23);n13=2n13;n23=2n23;xf13=fft(x13,n13);f13=0:n13-1*fs1/n13;amp13=abs(xf13)/(n13/2);amp13(1,:)=amp13(1,:)/2;subplot(211);plot

23、(f13,amp13);xlabel(頻率（f1）);ylabel(|x13(f)|); %原始語音信號的fft頻譜圖 title(1/8時的女聲信號fft頻譜);xf23=fft(x23,n23);f23=0:n23-1*fs2/n23;amp23=abs(xf23)/(n23/2);amp23(1,:)=amp23(1,:)/2;subplot(212);plot(f23,amp23);xlabel(頻率（f2）);ylabel(|x23(f)|); %原始語音信號的fft頻譜圖 title(1/8時的男聲信號fft頻譜);figure(6)%采樣頻率為原來的1/16時的頻譜圖x14=x1

24、(1:16:length(x1);x24=x2(1:16:length(x2); %降采樣m14=length(x14);m24=length(x24); %語音信號的長度n14=round(log2(m14);n24=round(log2(m24);n14=2n14;n24=2n24;xf14=fft(x14,n14);f14=0:n14-1*fs1/n14;amp14=abs(xf14)/(n14/2);amp14(1,:)=amp14(1,:)/2;subplot(211);plot(f14,amp14);xlabel(頻率（f1）);ylabel(|x14(f)|); %原始語音信號的

25、fft頻譜圖 title(1/16時的女聲信號fft頻譜);xf24=fft(x24,n24);f24=0:n24-1*fs2/n24;amp24=abs(xf24)/(n24/2);amp24(1,:)=amp24(1,:)/2;subplot(212);plot(f24,amp24);xlabel(頻率（f2）);ylabel(|x24(f)|); %原始語音信號的fft頻譜圖 title(1/16時的男聲信號fft頻譜);%計算男聲和女聲信號在高頻、低頻所占的比例%低頻部分的比較xf1=fft(x1,n1);xf2=fft(x2,n2);%低頻信號量sum11=0;sum21=0;for

26、 i=50:500 sum11=sum11+abs(xf1(i); sum21=sum21+abs(xf2(i);end%總信號量sum1=0;sum2=0;for i1=1:length(xf1) sum1=sum1+abs(xf1(i1); endfor i2=1:length(xf2) sum2=sum2+abs(xf2(i2); end%所占比例n11=sum11/sum1;n21=sum21/sum2;%高頻部分的比較%高頻信號量sum12=0;sum22=0;for i3=15000:20000 sum12=sum12+abs(xf1(i3); sum22=sum22+abs(xf

27、2(i3);end%所占比例n12=sum12/sum1;n22=sum22/sum2;%顯示結(jié)果figure(7)axis(-2 2 -2 2);text(-1.5,1.6,女聲的總信號量sum1=,num2str(sum1);text(-1.5,1.4,男聲的總信號量sum2=,num2str(sum2);text(-1.5,1.2,女聲的低頻信號量sum11=,num2str(sum11);text(-1.5,1.0,男聲的低頻信號量sum21=,num2str(sum21);text(-1.5,0.8,女聲的高頻信號量sum12=,num2str(sum12);text(-1.5,0.

28、6,男聲的高頻信號量sum22=,num2str(sum22);text(-1.5,0.4,在低頻部分女聲所占比例n11=,num2str(n11);text(-1.5,0.2,在低頻部分男聲所占比例n21=,num2str(n21);text(-1.5,0.0,在高頻部分女聲所占比例n12=,num2str(n12);text(-1.5,-0.2,在高頻部分男聲所占比例n22=,num2str(n22);text(-1.5,-0.8,在低頻部分女聲n11在高頻部分男聲n22);drawnow;sum1%女聲的總信號量sum2%男聲的總信號量sum11%女聲的低頻信號量sum21%男聲的低頻信

29、號量sum12%女聲的高頻信號量sum22%男聲的高頻信號量n11%在低頻部分女聲所占比例n21%在低頻部分男聲所占比例n12%在高頻部分女聲所占比例n22%在高頻部分男聲所占比例2 程序代碼：program2%對該段語音信號進行采樣，觀察不同采樣頻率（欠采樣、臨界采樣）clear;x,fs,bits =wavread(d:yllvoice女聲.wav) ;%sound(x,fs,bits); %對語音信號進行回放m=length(x); %語音信號的長度n=round(log2(m);n=2n;t=0:1/fs:(m-1)/fs;%臨界采樣i=10;%i10,屬于欠采樣，從頻譜上看出；i1降

30、調(diào),1降低;f1升高f=round(f*1000);d=resample(x0,f,1000);%時長整合使語音文件恢復(fù)原來時長 w=400; wov=w/2; kmax=w*2; wsim=wov; xdecim=8; kdecim=2; x=d; f=f/1000; ss =w-wov; xpts = size(x,2);ypts = round(xpts / f); y = zeros(1, ypts); xfwin = (1:wov)/(wov+1); ovix = (1-wov):0; newix = 1:(w-wov);simix = (1:xdecim:wsim) - wsim;

31、 padx = zeros(1, wsim), x, zeros(1,kmax+w-wov);y(1:wsim) = x(1:wsim); lastxpos = 0; km = 0; for ypos = wsim:ss:(ypts-w) xpos = round(f * ypos); kmpred = km + (xpos - lastxpos); lastxpos = xpos; if (kmpred = kmax) km = kmpred; else ysim = y(ypos + simix); rxy = zeros(1, kmax+1); rxx = zeros(1, kmax+1

32、); kmin = 0; for k = kmin:kdecim:kmax xsim = padx(wsim + xpos + k + simix); rxx(k+1) = norm(xsim); rxy(k+1) = (ysim * xsim); end rxy = (rxx = 0).*rxy./(rxx+(rxx=0); km = min(find(rxy = max(rxy)-1); end xabs = xpos+km; y(ypos+ovix) = (1-xfwin).*y(ypos+ovix) + (xfwin.*padx(wsim+xabs+ovix); y(ypos+newi

33、x) = padx(wsim+xabs+newix); endend4 程序代碼：program4%調(diào)制解調(diào)雙邊帶調(diào)制dsbclear; x,fs,bits=wavread(d:yllvoice女聲.wav); n=length(x); %語音信號的長度t=0:1/fs:(n-1)/fs;f=0:n-1*fs/n; figure(1) plot(t,x);xlabel(時間(t);ylabel(幅值); title(語音信號的時域波形);figure(2)fy1=fft(x,n); %求語音信號的快速傅立葉變換amp1=abs(fy1)/(n/2);amp1(1,:)=amp1(1,:)/2;

34、 plot(f,amp1);xlabel(頻率（f）);ylabel(|x(f)|);title(語音信號的頻譜); fn=11000;yc=cos(2*fn*pi*t); %載波figure(3)fyc=fft(yc,n); %求載波的快速傅立葉變換amp2=abs(fyc)/(n/2);amp2(1,:)=amp2(1,:)/2; plot(f,amp2);xlabel(頻率（f）);ylabel(|yc(f)|);title(載波信號的頻譜);x=x(:,1); %取矩陣的單邊，即單邊道y3=x.*yc; %語音信號賦予載波之上figure(4)fy3 = fft(y3);amp3=ab

35、s(abs(fy3)/(n/2);amp3(1,:)=amp3(1,:)/2;plot(f,amp3);xlabel(頻率（f）);ylabel(|y3(f)|); title(已調(diào)信號的頻譜);%abs(abs(fy3)：取模平方%sound(y3,fs,nbits);y4=y3.*yc; %相干解調(diào)figure(5)fy4=fft(y4);amp4=abs(abs(fy4)/(n/2);amp4(1,:)=amp4(1,:)/2;plot(f,amp4);xlabel(頻率（f）);ylabel(|y4(f)|);title(解調(diào)信號的頻譜);%sound(y4,fs,bits);%巴特沃

36、斯型數(shù)字低通濾波器fp5=800;fs5=1200;rp=3;rs=25;ws5=fs5/(fs/2);wp5=fp5/(fs/2);n5,wn5=buttord(wp5,ws5,rp,rs);b5,a5=butter(n5,wn5,low);y5=filter(b5,a5,y4);figure(6)freqz(b5,a5);title(低通濾波器的特性曲線);figure(7)subplot(211);plot(t,y5);xlabel(時間(t);ylabel(幅值);title(巴特沃斯型數(shù)字低通濾波器后的語音信號時域圖);axis(0,t(end),min(y5),1.2*max(y5

37、); %坐標范圍 amp5=abs(fft(y5)/(n/2);amp5(1,:)=amp5(1,:)/2;subplot(212);plot(amp5);xlabel(頻率（f）);ylabel(|y5(f)|);title(巴特沃斯型數(shù)字低通濾波器后的信號頻譜圖);%sound(y5,fs,bits); %對濾波過后的語音信號進行回放5 程序代碼：program5%加噪濾波clear;%fs=44100hzx,fs,bits =wavread(d:yllvoice女聲.wav) ;%sound(x,fs,bits); %對語音信號進行回放m=length(x); %語音信號的長度n=rou

38、nd(log2(m);n=2n;t=0:1/fs:(m-1)/fs;x=x(:,1);x=x; %取矩陣的單邊f(xié)=0:n-1/n*fs;fn=3000;y=x+0.1*sin(2*pi*fn*t); %加噪信號，噪聲為隨機白噪聲 %sound(y,fs,bits); %對加噪語音信號進行回放%加噪信號與原始信號的時域圖和頻域圖對比figure(1) subplot(211);plot(t,x);xlabel(時間(t);ylabel(幅值); %原始語音信號的時域圖形title(原始語音信號xn);subplot(212);plot(t,y);xlabel(時間(t);ylabel(幅值);

39、%加噪語音信號的時域圖形title(加噪語音信號yn); figure(2)xf=fft(x,n);amp0=abs(xf)/(n/2);amp0(1,:)=amp0(1,:)/2;subplot(211);plot(f,amp0);xlabel(頻率（f）);ylabel(|x(f)|); %原始語音信號的fft頻譜圖 title(原始語音信號fft頻譜);yf=fft(y,n);amp01=abs(yf)/(n/2);amp01(1,:)=amp01(1,:)/2;subplot(212);plot(f,amp01);xlabel(頻率（f）);ylabel(|y(f)|); %加噪語音信號的fft頻譜圖 title(加噪語音信號fft頻譜);%濾波%橢圓低通濾波器fp1=800;fs1=1500;rp=1;rs=40; %低通濾波器通帶截止頻率800hz和阻帶截止頻率1500hzwp1=2*fp1/fs; ws1=2*fs1/fs;n1,wn1=ellipord(wp1,ws1,rp,rs); %計算橢圓低通模擬濾波器的階數(shù)和通帶邊界頻率b1,a1=ellip(n1,rp,rs,wp1); %計算低通濾波器模擬濾波器系統(tǒng)函數(shù)系數(shù)y1=filter(b1,a1,y); %濾波器軟件實現(xiàn)%低通濾波器繪圖部分figure(3);freqz(b1,a1);