數(shù)字信號處理課設(shè)答辯ppt(1)

1、音樂信號濾波去噪-使用CHEB窗設(shè)計的線性相位型FIR濾波器學(xué)號：201454080136姓名：胡國慶指導(dǎo)老師：高明 本課程設(shè)計主要使用CHEB窗設(shè)計的FIR濾波器對音樂信號進行濾波去噪。課程設(shè)計的的平臺為MATLAB。采集一段音樂信號，繪制波形并觀察其頻譜，給定相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，用窗函數(shù)法設(shè)計一個滿足指標(biāo)的FIR濾波器，對該音樂信號進行濾波去噪處理。根據(jù)濾波后的時域圖和原始音樂信號時域圖的比較，以及濾波后信號的頻譜圖和原始音樂信號頻譜圖的比較，最后回放濾波后音樂信號，濾波后的音樂信號與原始音樂信號一樣清晰，成功地實現(xiàn)了濾波，達(dá)到了設(shè)計的要求。 1、設(shè)計摘要2、設(shè)計流程圖 從網(wǎng)上下載一段音樂信號，

2、并命名為“yinyue.wav”。其采樣率fs為8000HZ,在Matlab平臺下調(diào)用wavread函數(shù)可采集到下載的音樂信號。3、錄制音樂信號在信號中加入一個單頻噪聲：x=x; y=x+0. 1*sin(fn*2*pi*t);4、對語音信號加噪處理可以看到語音信號加入單頻噪聲后的時域波形比未加之前在幅度范圍內(nèi)有了明顯的增加，在頻譜方面我們可以看到除了在加了噪聲后的頻譜圖上的3100hz有個明顯的沖激外，其余地方與未加時的頻譜一模一樣，這現(xiàn)象表現(xiàn)在語音播放時我們可以聽到一聲尖銳的噪聲。程序：fpd=2000;fsd=3000;fsu=3200;fpu=4200;Rp=1;As=100; % 帶

3、阻濾波器設(shè)計指標(biāo)fcd=(fpd+fsd)/2;fcu=(fpu+fsu)/2;df=min(fsd-fpd),(fpu-fsu); % 計算上下邊帶中心頻率，和頻率間隔wcd=fcd/fs*2*pi;wcu=fcu/fs*2*pi;dw=df/fs*2*pi; % 將Hz為單位的模擬頻率換算為rad為單位的數(shù)字頻率ws1=fsd/fs*2*pi;ws2=fsu/fs*2*pi;M=ceil(15.2*pi/dw)+1; % 計算CHEB窗設(shè)計該濾波器時需要的階數(shù)n=0:M-1; % 定義時間范圍w_cheb=(CHEBWIN(M); % 產(chǎn)生M階的CHEB窗 hd_bs=IDEAL_LP(w

4、cd,M)+ IDEAL_LP (pi,M)- IDEAL_LP (wcu,M); % 調(diào)用自編函數(shù)計算理想帶阻濾波器的脈沖響應(yīng)h_bs=w_cheb.*hd_bs; % 用窗口法計算實際濾波器脈沖響應(yīng)db,mag,pha,grd,w=freqz_m(h_bs,1); % 調(diào)用自編函數(shù)計算濾波器的頻率特性subplot(2,2,1);plot(w/pi,db);title(濾波器幅度響應(yīng)圖);xlabel(w/pi);ylabel(db);grid on;axis(0,1,-150,20);line(0,1.5,-Rp,-Rp,color,r,linestyle,-,LineWidth,2);

5、 line(0,1.5,-As,-As,color,r,linestyle,-,LineWidth,2); line(ws1/pi,ws1/pi,-140,20,color,r,linestyle,-,LineWidth,2); line(ws2/pi,ws2/pi,-140,20,color,r,linestyle,-,LineWidth,2);xlabel(w/pi);ylabel(db);title(以db為單位的濾波器幅度響應(yīng)圖);subplot(2,2,2);plot(w,mag);title(濾波器幅度響應(yīng)圖);xlabel(w/pi);ylabel(幅度mag); grid on

6、;subplot(2,2,3);plot(w,pha);title(濾波器相位響應(yīng)圖);xlabel(w/pi);ylabel(相位pha);grid on; subplot(2,2,4);stem(n,h_bs);title(濾波器脈沖響圖);xlabel(n);ylabel(h(n);axis(0,150,0,1);5、濾波器設(shè)計濾波器頻率響應(yīng)圖可以看出，阻帶最大衰減為-120dB,FIR濾波器的主瓣寬度很小,這樣可以使過渡帶很陡，旁瓣相對于主瓣也比較小。 程序： y_fil=filter(h_bs,1,y);% 用設(shè)計好的濾波器對y進行濾波 Y_fil=fft(y_fil);Y_fil=

7、Y_fil(1:N/2); % 計算頻譜取前一半 subplot(3,2,1);plot(t,x);xlabel(時間(t);ylabel(幅度); title(原始音樂信號);axis(0,15,-2,2) subplot(3,2,2);plot(f,X);xlabel(頻率(f);ylabel(幅度譜);title(原始音樂信號幅度譜);axis(0,5000,0,1000); subplot(3,2,3);plot(t,y);xlabel(時間(t);ylabel(幅度);title(加干擾后的音樂信號); subplot(3,2,4);plot(f,Y);xlabel(頻率(f);yl

8、abel(幅度譜);title(加干擾后的音樂信號幅度譜);axis(0,5000,0,1000); subplot(3,2,5);plot(t,y);xlabel(時間(t);ylabel(幅度); title(濾波后音樂信號); subplot(3,2,6);plot(f,Y_fil);xlabel(頻率(f);ylabel(幅度譜);title(濾波后音樂信號幅度譜);axis(0,5000,0,1000);6、信號濾波處理濾波前后音樂信號的時域波形圖和頻譜圖對比圖我們可以看出，加噪聲的后的語音信號經(jīng)過FIR濾波器的濾噪處理，時域頻域圖都幾乎完全一樣，這說明噪聲被完全濾掉，計同時也說明FIR濾波器設(shè)很理想，能滿足所需要求。 在MATLAB中輸入濾波器參數(shù)h_bs 得到了相關(guān)系數(shù)：7、濾波器結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)得到的相關(guān)系數(shù)，將濾波器結(jié)構(gòu)用visio畫好，填上系數(shù)。 1、原始音樂信號： 2、加噪后的音樂信號： 3、去噪后的音樂信號：8、設(shè)計過程中音樂信號變化 在MATLAB中，經(jīng)過sound(x,fs,bits)函數(shù)，對經(jīng)過CHEB窗設(shè)計的FIR濾波器之后的音樂信號進行回放，可以聽出濾波之后的信號