设计数字低通IIR和FIR滤波器对语音信号进行滤波处理

数字信号处理实验报告题目：设计数字低通IIR和FIR滤波器对语音信号进行滤波处理班级：学号：姓名：指导教师：一．实验目的1.巩固所学的数字信号处理理论知识，理解信号的采集、处理、传输、显示和存储过程；2.综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；3.学习资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。二．实验内容1.选择一个语音信号作为分析的对象，对其进行频谱分析；2.设计FIR和IIR数字滤波器，并对加噪语音信号进行滤波，分析滤波后信号的时域和频域特征。三．设计过程1.原语音信号的时域，频域图[y,fs,nbits]=wavread('d:\1\liuwei.wav');%IIR低通sound(y,fs,bits);figure(1);plot(y);%做原始语音信号的时域图形title('原始语音信号');xlabel('时间t');ylabel('音量n');figure(2);y1=fft(y);y1=fftshift(y1);%平移，是频率中心为0derta_fs=fs/length(y);%设置频谱的间隔，分辨率plot([-fs/2:derta_fs:fs/2-derta_fs],abs(y1));%画出原始语音信号的频谱图title('原始语音信号的频谱');2.低通滤波器的设计设计指标：fp=1000Hz，fs=1200Hz，As=100db,Ap=1dB（1）低通IIR滤波器Ft=8000;Fp=1000;Fs=1200;wp=2*pi*Fp/Ft;ws=2*pi*Fs/Ft;fp=2*Ft*tan(wp/2);fs=2*Fs*tan(wp/2);[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,'s');%求低通滤波器的阶数和截止频率[b11,a11]=butter(n11,wn11,'s');%求S域的频率响应的参数[num11,den11]=bilinear(b11,a11,0.5);%利用双线性变换实现频率响应S域到Z域的变换[h,w]=freqz(num11,den11);figure(3);plot(w*8000*0.5/pi,abs(h));legend('IIR低通滤波器','Location','NorthWest');grid;z11=filter(num11,den11,y);sound(z11);m11=fft(z11);%求滤波后的信号figure(4);plot(z11);title('滤波后的信号波形','fontweight','bold');axis([95000100000-11]);grid;figure(5);plot(abs(m11),'r');title('滤波后信号的频谱','fontweight','bold');axis([015000004000]);grid;（2）FIR低通滤波器Ft=8000;Fp=1000;Fs=1200;wp=2*pi*Fp/Ft;ws=2*pi*Fs/Ft;rp=1;rs=50;p=1-10.^(-rp/20);s=10.^(-rs/20);fpts=[wpws];mag=[10];dev=[ps];[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev);b21=fir1(n21,wn21,kaiser(n21+1,beta));[h,w]=freqz(b21,1);figure;plot(w*8000*0.5/pi,abs(h));title('FIR低通滤波器','fontweight','bold');grid;z11=filter(b21,1,y);sound(z11);m11=fft(z11);%求滤波后的信号figure(4);plot(z11);title('滤波后的信号波形','fontweight','bold');axis([95000100000-11]);grid;figure(5);plot(abs(m11),'r');title('滤波后信号的频谱','fontweight','bold');axis([015000004000]);grid;四．程序结果原始语音信号的时域图形：原始语音信号频谱：IIR低通滤波器：信号经过IIR低通滤波后的时域波形：信号经过FIR低通滤波后的频域波形FIR低通滤波器信号经过FIR低通滤波后的时域波形信号经过IIR低通滤波后的频域波形五．实验心得通过本次的课程设计使我对FIR与IIR滤波器有了更加深入地了解。从课本到上机操作，形象的看到语音信号在滤波器的处理后的结果。也进一步的加深理解matlab软件功能的方便和强大。最为重要的是，本次课程设计让我重新审视了学习的过程：只去做实验是不行的，首先还是要思考，遇到了问题查书籍，百度搜索也只是一种手段，更加重要的是想，再理解，只有这样才能真正的做好实验。