对录制语音信号的采样和滤波处理

电子信息工程学院2009级

数 字 信 号 处 理

期中作业

学号:XXXXXXX 姓名:XX.

题目:对录制语音信号的采样和滤波处理. 时间:XX年XX月.

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电子信息工程学院2009级

一、课题准备

1. 安装所需的软件主要包括MATLAB,语音录制软件(我选择的是WaveCN 2.0.0.5正

式版).安装好后录制一段效果不是很好的语音录制的语音格式选择wav格式.(便于在MATLAB中可以用一个常用的wavread（）函数将语音信号数字化。 2. 查阅相关MATLAB的资料,搜集并记录所需滤波器的算法的调用方法.(在这次课题

中我采用的是巴特沃斯滤波器.) 二、课题目的

1．通过课余的自我的学习MATLAB的使用，加深对书本理论知识的理解，提升自身的实际应用能力；

2．巩固所学的数字信号处理理论知识，让自己对信号的采集、处理、传输、显示和存储等有一个系统 性的掌握和理解；

3．培养自我学习的能力和对相关课程的兴趣； 三、课题内容

录制一段 个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在根据自己给定滤波器的性能指标，采用双线性变换设计滤波器；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语 音信号。 四、具体实现 1．语音信号的采集

利用WaveCN录音机，录制一段自己的话音，时间在10 s内。然后在Matlab软件平台下，利用函 数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。通过wavread函数的使用，我们很快理 解了采样频率、采样位数等概念。 2．语音信号的频谱分析

首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性， 从而加深对频谱特性的理解。 3．语音的滤波

利用巴特沃斯低通滤波器滤去带外的噪声。 4. 语音处理前后的对比。

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五、实验程序部分以及图形部分 %画原始信号的时域波形图。 >> fs=22050;

>> x1=wavread('test'); >> sound(x1,22050); >> y1=fft(x1,1024); >> f=fs*(0:511)/1024; >> figure(1); >> plot(x1);

>> title('原始语音信号'); >> xlabel('time'); >> ylabel('幅值 n');

>> axis([4*10^4,10^5,-2,2]); 图像如下：

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%画原语音信号的频谱图。 >> figure(2); >> subplot(2,1,1); >> plot(abs(y1(1:512))); >> title('原始信号FFT频谱'); >> subplot(2,1,2); >> plot(f,abs(y1(1:512))); >> title('原始信号频谱'); >> xlabel('Hz'); >> ylabel('幅值');

图像如下：

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%画巴特沃斯图

>> fs=22050;x1=wavread('test.wav'); >> t=0:1/22050:(size(x1)-1)/22050; >> wp=0.25*pi;ws=0.3*pi;Rp=1;Rs=15; >> Fs=22050;Ts=1/Fs;

>> wp1=2/Ts*tan(wp/2); %将模拟指标转换成数字指标 >> ws1=2/Ts*tan(ws/2);

>> [N,Wn]=buttord(wp1,ws1,Rp,Rs,'s'); %选择滤波器的最小阶数 >> [Z,P,K]=buttap(N); %创建butterworth模拟滤波器 >> [Bap,Aap]=zp2tf(Z,P,K);[b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn);

>> [bz,az]=bilinear(b,a,Fs); %用双线性变换法实现模拟滤波器到数字滤波器的转换 >> [H,W]=freqz(bz,az); %绘制频率响应曲线 >> figure(1);plot(W*Fs/(2*pi),abs(H));grid

>> xlabel('频率／Hz');ylabel('频率响应幅度');title('Butterworth') 图像如下：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/82qv.html