数字信号处理課程设计汇报
題目：語音数字信号处理与分析及
Matlab实現
系别通信工程
专业班级
學生姓名
學号
指导教師
提交曰期
摘要
本次課程设计综合运用数字信号处理的理论知识進行語音信号的频谱分析，通過理论推导得出對应結论，再运用MATLAB作為编程工具進行计算机实現，從而加深對所學知识的理解，建立概念。本次課程设计规定运用MATLAB對語音信号進行分析和处理，规定學生采集語音信号後，在MATLAB软件平台進行频谱分析；并對所采集的語音信号加入干扰噪声，對加入噪声的信号進行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。待处理語音信号是一种在20Hz～20kHz频段的低频信号。采用了高效快捷的開发工具——MATLAB，实現了語音信号的采集，對語音信号加噪声及设计滤波器滤除噪声的一系列工作。运用采样原理设计了高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。同學通過查阅资料自已获得程序進行滤波器的设计，能過得到很好的锻炼。
关键詞：MATLAB滤波器数字信号处理
目录
TOC\o1-2\h\z\u第一章绪论 1
1.1设计的目的及意义 1
1.2设计规定 1
1.3设计内容 1
第二章系统方案论证 3
2.1设计方案分析 3
2.2试验原理 3
第三章信号频谱分析 6
3.1原始信号及频谱分析 6
3.2加入干扰噪声後的信号及频谱分析 7
第四章数字滤波器的设计与实現 11
4.1高通滤波器的设计 11
4.2低通滤波器的设计 12
4.3带通滤波器的设计 15
4.4带阻滤波器的设计 16
第五章課程设计总結 19
参照文献 20
附录Ⅰ I
附录Ⅱ II
第一章绪论
1.1设计的目的及意义
综合运用数字信号处理的理论知识進行語音信号的频谱分析，通過理论推导得出對应結论，再运用MATLAB作為编程工具進行计算机实現，從而加深對所學知识的理解，建立概念。本设计采用了高效快捷的開发工具——MATLAB，实現了語音信号的采集，對語音信号加噪声及设计滤波器滤除噪声的一系列工作。
1.2设计规定
基本规定：本次課程设计规定运用MATLAB對語音信号進行分析和处理，规定學生采集語音信号後，在MATLAB软件平台進行频谱分析；并對所采集的語音信号加入干扰噪声，對加入噪声的信号進行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。待处理語音信号是一种在20Hz～20kHz频段的低频信号。
1.3设计内容
选择一种wav文献作為分析的對象，或录制一段語音信号，對其進行频谱分析，分别對加噪前後的語音信号進行频谱分析，再通過不一样滤波器根据信号的频谱特點重构語音信号，选出最佳滤波方案。
原理：
(1)采样定理
在進行模拟/数字信号的转换過程中，當采样频率fs.max不小于信号中，最高频率fmax的2倍時，即：fs.max=2fmax,则采样之後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為信号最高频率的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播速率的公式:理想低通信道的最高大码元传播速率=2W*log2N(其中W是理想低通信道的带宽,N是電平强度)
(2)采样频率
采样频率是指计算机每秒钟采集多少個声音样本，是描述声音文献的音质、音调，衡量声卡、声音文献的质量原则。采样频率越高，即采样的间隔時间越短，则在單位時间内计算机得到的声音样本数据就越多，對声音波形的表达也越精确。采样频率与声音频率之间有一定的关系，根据奎斯特理论，只有采样频率高于声音信号最高频率的两倍時，才能把数字信号表达的声音還原成為本来的声音。這就是說采样频率是衡量声卡采集、记录和還原声音文献的质量原则。
(3)采样位数与采样频率
采样位数即采样值或取样值，用来衡量声音波動变化的参数，是指声卡在采集和播放声音文献時所使用数字声音信号的二進制位数。采样频率是指录音设备在一秒钟内對声音信号的采样次数，采样频率越高声音的還原就越真实越自然。
采样位数和采样率對于音频接口来說是最為重要的两個指標，也是选择音频接口的两個重要原则。無论采样频率怎样，理论上来說采样的位数