大連理工大學(xué)數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、大連理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院（系）：信息與通信工程學(xué)院 專業(yè)： 電子信息工程 班級(jí)： 電子1201 姓 名： XX 學(xué)號(hào)： XX 組： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2015 5 26 實(shí)驗(yàn)室： C221 實(shí)驗(yàn)臺(tái)： 指導(dǎo)教師簽字： 成績(jī)： 實(shí)驗(yàn)四 含噪語(yǔ)音信號(hào)的分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ㄅc預(yù)習(xí)報(bào)告相同，省略）實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容（與預(yù)習(xí)報(bào)告相同，省略）實(shí)驗(yàn)程序和結(jié)果含噪語(yǔ)音信號(hào)的濾波1.1、按鍵輸入音頻信號(hào)，得到語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域和頻域的波形，程序如下：function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)global tdataglobal fglobal tgloba

2、l Fsfilename,filepath=uigetfile(.wav,選擇音頻文件);%讀取文件if(filename=0) return;endaudeofile= strcat(filepath,filename);tdata,Fs,handles.NBITS=wavread(audeofile);t = 0:1/Fs:(length(tdata)-1)/Fs; %信號(hào)的時(shí)域長(zhǎng)度subplot(handles.fig1);plot(t,tdata);N = length(tdata); %對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換，獲得信號(hào)的頻譜圖fftdata = fft(tdata,N);fdata

3、 = abs(fftdata);df = Fs / N;f = 0 : df : df * (N - 1) - Fs / 2; %求頻率subplot(handles.fig2);plot(f, fftshift(fdata) );1.2、按鍵END關(guān)閉程序，并且推出GUI界面，程序如下：function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)close all;%關(guān)閉程序clear all;1.3、按鍵輸出音頻信號(hào)，輸出濾波后時(shí)域和頻域波形，程序如下：function pushbutton3_Callback(hObject, ev

4、entdata, handles)global y1%全局變量global fglobal tsubplot(handles.fig4);plot(t,y1);N = length(y1); %對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換，獲得信號(hào)的頻譜圖Y = fft(y1,N);Y1 = abs(Y);subplot(handles.fig5);plot(f, fftshift(Y1) );1.4、按鍵SAVE保存濾波后的音頻信號(hào)，程序如下：function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)global Fsglobal y1file,path

5、 = uiputfile(.wav,存儲(chǔ)路徑); if(file=0) return;endwavwrite(y1,Fs,path,file); %保存文件1.5、語(yǔ)音信號(hào)選擇高低通以及帶通濾波，程序如下：function Filter_Callback(hObject, eventdata, handles)str = get(handles.Filter,String);val = get(handles.Filter,Value);switch strval; case 低通濾波器系統(tǒng) %用戶選擇的是低通濾波器 flag=0; %設(shè)置標(biāo)志位是0 case 高通濾波器系統(tǒng) %用戶選擇的是高

6、通濾波器. flag=1; %設(shè)置標(biāo)志位是1 case 帶通濾波器系統(tǒng) %用戶選擇的是帶通濾波器 flag=2; %設(shè)置標(biāo)志位是2end;global Fsfc = str2double(get(handles.edit1,string);%得到輸入的截止頻率if flag=0 %選擇的是低通濾波器，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理 Rp=1;Rs=15;wp=2*pi*fc/Fs;%通帶截止頻率ws=2*pi*(fc+200)/Fs;%阻帶起始頻率N,Wn=buttord(wp/pi),(ws/pi),Rp,Rs); %創(chuàng)建butterworth模擬濾波器bz,az= butter(N,Wn);H,W

7、=freqz(bz,az);%繪制頻率響應(yīng)曲線global tdataglobal y1y1=filter(bz,az,tdata); %濾波后的語(yǔ)音信號(hào)subplot(handles.fig3);plot(W,abs(H);end;if flag=1 %選擇的是高通濾波器，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理 Rp=1;Rs=15;wp=2*pi*fc/Fs; %通帶截止頻率 ws=2*pi*(fc-200)/Fs;%阻帶起始頻率N,Wn=buttord(wp/pi,ws/pi,Rp,Rs); %創(chuàng)建butterworth數(shù)字濾波器bz,az= butter(N,Wn,high); %用butter直接實(shí)

8、現(xiàn)IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)H,W=freqz(bz,az); %繪制頻率響應(yīng)曲線global tdataglobal y1y1=filter(bz,az,tdata);%濾波后的語(yǔ)音信號(hào)subplot(handles.fig3);plot(W,abs(H);end;fd1 = str2double(get(handles.edit2,string);fd2 = str2double(get(handles.edit3,string);if flag=2 %選擇的是帶通濾波器，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理Rp=1; Rs=15; %設(shè)置濾波器參數(shù)wp1=2*pi*fd1/Fs;wp2=2*pi*fd2/

9、Fs; %對(duì)應(yīng)的歸一化數(shù)字頻率ws1=2*pi*(fd1-100)/Fs;ws2=2*pi*(fd2+100)/Fs;wp=wp1/pi,wp2/pi;ws=ws1/pi,ws2/pi;N,Wn=buttord(wp,ws,Rp,Rs); %創(chuàng)建butterworth數(shù)字濾波器bz,az= butter(N,Wn,bandpass); %用butter直接實(shí)現(xiàn)IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)H,W=freqz(bz,az);global tdataglobal y1y1=filter(bz,az,tdata);%濾波后的語(yǔ)音信號(hào)subplot(handles.fig3); %繪制頻率響應(yīng)曲線plot(W

10、,abs(H);end; 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的GUI界面說(shuō)明：a、fig1-fig5波形顯示區(qū)域分別顯示輸入語(yǔ)音信號(hào)波形、輸入語(yǔ)音的頻譜波形、濾波器的頻率波形、輸出語(yǔ)音的頻譜波形、輸出語(yǔ)音的信號(hào)波形；b、SAVE為保存按鍵，END為結(jié)束按鍵。程序運(yùn)行結(jié)果如下：3.1、按下“輸入音頻信號(hào)”按鍵，選擇sound文件，錄入語(yǔ)音數(shù)據(jù)，如下：3.2、選擇低通濾波器，選擇截止頻率1800Hz，按下“輸出音頻信號(hào)”按鍵，顯示輸出信號(hào)時(shí)域和頻域波形，按下SAVE按鍵，保存濾波后的語(yǔ)音信號(hào)，如下：3.3、選擇高通濾波器，選擇截止頻率1800Hz，按下“輸出音頻信號(hào)”按鍵，顯示輸出信號(hào)時(shí)域和頻域波形，按下SAVE按鍵，保存

11、濾波后的語(yǔ)音信號(hào)，如下：3.3、選擇帶通濾波器，選擇截止頻率1600Hz和2800Hz，按下“輸出音頻信號(hào)”按鍵，顯示輸出信號(hào)時(shí)域和頻域波形，按下SAVE按鍵，保存濾波后的語(yǔ)音信號(hào)：實(shí)驗(yàn)體會(huì)本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基于系統(tǒng)對(duì)含噪語(yǔ)音信號(hào)的濾波分析，利用 MATLAB 中的圖形用戶界面 GUI 制作簡(jiǎn)單直觀的模擬系統(tǒng)界面。首先是對(duì)信號(hào)的載入和保存。載入信號(hào)時(shí)采用wavread函數(shù)，調(diào)用以下命令tdata,Fs,handles.NBITS=wavread(audeofile)；保存信號(hào)時(shí)采用wavwtite函數(shù)，調(diào)用以下命令wavwrite(y1,Fs,path,file)。其次是系統(tǒng)的濾波函數(shù)。實(shí)驗(yàn)只有輸入通帶截止頻率，并沒(méi)有選擇阻帶截止頻率，對(duì)于高低通系統(tǒng)，默認(rèn)過(guò)渡帶為200Hz，即阻帶截止頻率f=fc200Hz；對(duì)于帶通系統(tǒng)，默認(rèn)過(guò)渡帶都是100Hz。高低通以及帶通系統(tǒng)函數(shù)均采用巴特沃斯濾波器，采用bottord函數(shù)和butter函數(shù)，調(diào)用以下命令，N,Wn=buttord(wp/pi),(ws/pi),Rp,Rs);bz,az= butter(N,Wn)；采用filter函數(shù)求出濾波后的語(yǔ)音信號(hào)即y1=filter(bz,az,tdata)。再者是實(shí)驗(yàn)中的全局變量