【篇一：数字信号处理课程设计】
青 岛 科 技 大 学
数字信号分析及数字滤波器设计 题 目 __________________________________ ______________________________________
张淑军 指导教师__________________________刘云生 学生姓名__________________________ 1108020310 学生学号__________________________
信息与科学技术学_______________________________
院
信息工程 113 院（部）____________________________专业________________班
__2014____年 _1__月 14___日
1.目的与要求
1.进一步巩固数字信号处理中的基本原理与方法，提高分析、解决实际问题的能力。
2.熟练掌握一门计算机语言，进行数字信号处理应用的开发设计，训练基本技能，如查阅设计资料和手册、程序的设计、调试等。
《数字信号分析及数字滤波器设计》
1. 用以下方式产生三个不同频段的信号：（1）自己录制一段正常的语音文件；（2）录制一段环境噪声文件；（3）利用matlab产生一个不同于以上频段的信号。
2.对上述三个信号，进行频谱分析，画出三路信号的时域波形和频谱图，对进行对比分析。 3.根据三路信号的频谱特点得到性能指标，由性能指标设计三个滤波
器，并画出各滤波器的频域响应。 4.将三路信号叠加为一路信号。
5.用自己设计的滤波器对合成的信号进行滤波，分析得到信号的频谱，并画出滤波后信号的时域波形和频谱。
2.主要技术和原理
2.1语音采集、记录、读取以及播放的matlab实现
利用matlab的音频信号处理工具箱，可以实现声音的录制和播放。 录音函数wavrecord语法为：
y=wavrecord(n,fs,channel,datatype); 其中
n为采样点数，fs为采样频率，channel（通常取1或者2）为录音通道数，datatype（例如double,single,int16,uint8)是采样点的数据类型。
例子：
fs=16000; %取样频率 duration=2;%录音时间
fprintf(press any key to start %g seconds ,duration); pause;
);
y=wavrecord(duration*fs,fs);%duration*fs 是总的采样点数
fprintf(finished recording.);
fprintf(press any key to play ); pause;
2.2 fir 滤波器窗函数法的设计原理
时间窗口设计法是从单位脉冲响应序列着手，使h(n)逼近理想的单位脉冲响应序列hd(n)。我们知道hd(n)可以从理想频响通过付氏反变换获得
?12j?j?n
h(n)heed? dd?o2??
但一般来说，理想频响hd(ej?)是分段恒定，在边界频率处有突
变点，所以，这样得到的理想单位脉冲响应hd(n)往往都是无限长序列，
而且是非因果的。但fir的h(n)是有限长的，问题是怎样用一个有限长的序列去近似无限长的hd(n)。
最简单的办法是直接截取一段 hd(n) 代替 h(n) 。这种截取可
以形象地想象为h(n)是通过一个“窗口”所看到的一段hd(n)，因此 ，h(n)也可表达为h(n)和一个“窗函数”的乘积，即
h(n)=w(n) hd(n)
在这里窗口函数就是矩形脉冲函数rn（n），当然以后我们还可看到，为了改善设计滤波器的特性，窗函数还可以有其它的形式，相当于在矩形窗内对hd(n)作一定的加权处理。
a. 对于给定的理想低通滤波器
中国劳动部 ?j??
?1?e?j?
h(e)??d
0??
hd(ej?) ，计算hd(n)
??c
? 为低通滤波器的延时
???c1?j?j?n
扩散系数
h(n)heed?dd???2?则
sin(?(n??))1?c?nc
?ej??ej?d??c2?(n?)
??
图
这是一个以为中心的偶对称的无限长非因果序列，如果截取一段n=0～n-1的hd(n)作为h(n)，则为保证所得到的是线性相位fir滤波器，延时应为h(n)长度n的一半,即
. ??(n?1)/2
即n长的fir低通滤波器h(n)的函数表达式为：
n?1
sin(?(n))c
h(n)?(n)
2
?? n?0,n?1
b.计算h(n)
h(n)o?n?n?1?d
h(n)?h(n)w(n)? ?dr
0n为其?
(n)?r(n)其中w rn
三、fir带通、高通、带阻、多通带多组带滤波器的设计 (1) n长的fir全通滤波器h(n)的函数表达式
n?1sin(?(n))
当?c??，则低通变为全通：h(n)?(n)
2
?? n?0,n?1
(2) n长的fir高通滤波器h(n)的函数表达式 由高通的频谱结构可知，
高通滤波器的频谱=全通滤波器的频谱-低通滤波器的频谱。
n?1n?1
?(n))sin(?(n))c
?? h(n)n?0,n?1hp
?(n)?(n)
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【篇二：数字信号处理课程设计 报告】
淮 阴 工 学 院speck
数字信号处理课程设计报告
课题名称:基于matlab的语音信号分析和处理-低通部分 姓名： xx
学号： 1234567890班级：电子0000专业： 电子信息工程归口系部： 电子与电气工程学院 起迄日期:2014年12月22日—2014年12月26日设计地点: 13306 指导教师: 数字信号处
理课程设计指导小组
提交报告日期: 2014年12月29日
一、设计目的与任务
通过数字信号处理的课程设计，使学生对信号的采集，处理，传输，显示，存储和分析等有一个系统的掌握和理解。巩固和运用数字信号处理课程中的理论知识和实验技能，掌握最基本的数字信号处理的理论和方法，培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。
二、基本要求
1．基本要求：设计一个语音信号分析和处理系统，要求学生对所采集的语音信号在matlab软件平台下进行频谱分析和处理；
2．提高要求：对所采集的语音信号叠加干扰噪声进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。
3．基本教学要求：每组一台电脑（附话筒和耳机），电脑安装matlab软件。
三、设计要求
本次课程设计最终要求提交设计说明书，由以下各部分组成：
技术创新管理
1．理论依据
机器翻译论文 根据设计要求分析系统功能，掌握设计中所需的理论（采样频率，采样位数的概念，采样定理；时域信号的dft，fft及频谱分析；数字滤波器的设计原理和方法，各种不同性能的滤波器的性能比较），阐述设计原理。
2．信号采集
采集语音信号，画出信号的时域波形图和频谱图。
3．数字滤波器设计
根据语音信号的特点，设计iir低通数字滤波器；fir低通数字滤波器；画出各种数字滤波器的频率响应图。
4．信号处理
1）利用设计的iir数字滤波器分别对采集的信号进行滤波处理；
2）利用设计的fir数字滤波器分别对采集的信号进行滤波处理；
3）在原始的语音信号3000hz以上频段叠加白噪声，选择所设计的一种对叠加白噪声后的语音信号处理，滤除白噪声；
4）画出处理过程中所得的各种波形及频谱图。
5．信号分析
碱法 对语音信号进行回放，感觉滤波前后声音的变化。比较滤波前后语音信号的波形及频谱，对所得结果和滤波器性能进行频谱分析，阐明原因得出结论。
四、理论依据
4.1语音信号的采集和频谱分析
利用windows下的录音机，用单声道录制一段自己的声音，时间在1s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。对语音信号进行快速傅立叶变换，在一个窗口同时画出信号的时域波形图和频谱图，分析语音信号的频谱特点。
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