当前位置：文档之家 › 信号与系统课程设计报告概要

信号与系统课程设计报告概要

  • 格式：doc
  • 大小：369.65 KB
  • 文档页数：21

0 信号与系统课程设计报告

《基于IIR的有噪声语音信号处理》

班 级：电子 121 班 姓 名：

成 绩： 指导教师： 日 期：2015年1月6日 1

目 录 1、摘要及关键字…………………………………………………………………2 2、 实验目的与具体任务…………………………………………………………3 3、MATLAB设计与运行结果及分析……………………………………………4 3.1 基于IIR滤波器的语音信号的处理…………………………………………4 3.1.1 语音信号的采集与播放 ………………………………………………4 3.1.2 语音信号的时域分析及频谱分析 ……………………………………5 3.2 加噪后的语音信号时域及频谱分析 ………………………………………6 3.3 用滤波器对加噪语音信号进行滤波 ………………………………………7 3.3.1 滤波器的设计 …………………………………………………………7 3.3.2 滤波后的时域及频谱分析……………………………………………10 3.3.3 比较滤波前后的语音信号的频谱波形………………………………12 3.3.4 IIR滤波器的处理结果的分析…………………………………………12 3.4 设计的GUI界面……………………………………………………………14 3.5 流程图………………………………………………………………………15 4、LABVIEW仿真及结果分析…………………………………………………16 4.1 LABVIWE的仿真 ………………………………………………………16 4.1.1 LABVIEW仿真程序框图 ……………………………………………16 4.1.2 LABVIEW仿真前面板 ………………………………………………17 4.2 LABVIEW结果分析 ……………………………………………………17 5、实验总结 ……………………………………………………………………19 6、参考文献 ……………………………………………………………………20 2

1、摘要及关键字 摘要 本课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现，综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论推导得出相应结论，再利用 MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中，用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器，在设计IIR数字滤波器时，我们根据指标先写出模拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。然后再利用LABVIEW软件进行相应的实体仿真，通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析，可知利用MATLAB以及LABVIEW可以有效快捷地设计IIR数字滤波器，最终实验结果的各项性能指标均达到指定要求。 ABSTRACT This topic noisy speech signal processing based on MATLAB, the design and implementation of the integrated use of theoretical knowledge of digital signal processing to add noise speech signal in time domain, frequency domain analysis and filtering. Corresponding conclusions through theoretical derivation, using MATLAB as a programming tool for computer implementation. In the process of design implementation, using butterworth, chebyshev, and bilinear reform IIR digital filter design, in the design of IIR digital filter, we first write in the formula of analog filter based on index, and then through a certain transformation, converts analog filter formula into digital filter formula. And by using the MATLAB as an auxiliary tool to complete the design of computing and graphics drawing. Then using the LABVIEW software corresponding physical simulation, through a simulation for the designed filter and frequency characteristic analysis, using MATLAB and LABVIEW can quickly and effectively IIR digital filter design, finally the experimental results of various performance indicators are to meet the specified requirements.

关键字：语音信号、加噪处理、IIR滤波器、MATLAB、LABVIEW 3

2、实验目的及具体任务 实验目的 本设计课题主要研究数字语音信号的初步分析方法、IIR数字滤波器的设计及应用。本设计研究的主要内容是先进行语音信号的采集，然后对语音信号进行频谱分析，再利用IIR两种滤波器对语音信号进行过滤和频谱分析，画出滤波之后的频谱图与时域波形，并对信号滤波前后进行分析比较，分析信号的变化，得出几种滤波器的滤波性能。通过完成本课题的设计，主要达到以下几个目的： （1）掌握Matlab软件的特点和使用方法。 （2）掌握对信号和系统的时域、频域特性进行分析的方法。 （3）掌握IIR数字滤波器的设计方法及应用。 （4）了解语音信号的特性及分析方法。 （5）了解LabVIEW虚拟仪器的特点以及采用LabVIEW进行仿真的方法。 （6）通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 实验具体任务 选择一个语音信号或录制一段语音信号作为分析的对象，对其进行频谱分析；利用MATLAB产生正弦波噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被干扰，并对其进行频谱分析；设计IIR数字滤波器， 并对被噪声干扰的语音信号进行滤波， 分析滤波后信号的时域和频域特征，最后回放语音信号。课题具体任务如下： （一）利用Matlab设计基于IIR滤波的数字语音信号处理系统。 其基本功能包括：利用GUI设计友好的图形用户界面，实现语音信号读取，时域波形显示，频谱分析，设计IIR数字滤波器(巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器任选)实现噪声滤除。具体任务如下： （1）对语音信号进行采集（读取），对数字语音信号加入干扰噪声，画出原始信号及带噪信号的时域波形，利用FFT进行频域分析，画出相应波形，并对语音进行播放。 （3）分析语音信号频谱及噪声频率，根据实际情况设计IIR数字滤波器实现噪声的滤除。 （4）分析、对比噪声滤除前后的语音时域、频域特性，并对噪声滤除前后语音进行播放。 （5）利用GUI设计图形用户界面（包含以上功能）。 （二）利用LabVIEW进行仿真设计。 4

实现简单数字语音信号处理系统的功能，要求给出系统的前面板和框图，并记录仿真结果。 3、MATLAB设计与运行结果及分析 3.1 基于滤波器的语音信号的处理 3.1.1语音信号的采集与播放 本实验选择已有的语音信号ai2.wav作为分析对象对其进行原始语音信号的采集与分析以及加噪后频谱分析，利用MATLAB中的“wavread”命令来读入（采集）语音信号，利用Wavread 函数的调用格式为y=wavread（file）读取file所规定的wav文件，返回采样值放在向量y中。然后画出语音信号的时域波形，再对语音信号进行频谱分析。 在本次设计中，我们利用fft对语音信号进行快速傅里叶变换，就可以得到信号的频谱特性。 源程序： H={'*.wav'};

[filename,pathname]=uigetfile(H,'请选择打开信号'); file=strcat(pathname,filename); y=wavread(file);

plot(y);title('原信号时域波形'); 播放原始语音信号源程序： fs=16000; sound (y,fs);

3.1.2原始信号时域分析及频谱分析 所得原始语音信号的时域波形如图3-1 5

图 3-1 原始语音信号频谱分析 X=fft(y); N=length(y); k=0:N-1;

plot(k,abs(X));title('原始语音信号频谱图') 波形如图3-2

图3-2 6

3.2 加噪后的语音信号的播放，时域及频谱分析 播放加噪声后的语音信号： sound(s,16000); 加噪声后的信号时域分析 N=length(y); t=0:N-1; d=[0.05*cos(0.03*t)]'; s=y+d;

plot(s,'r');title('加噪后信号时域图'); 波形如下图3-3

图3-3 加噪声后的信号频谱分析 N=length(y); t=0:N-1; d=[0.05*cos(3*t)]'; s=y+d; S=fft(s);

合集下载

信号系统课程设计实验报告

信号系统课程设计实验报告

一、设计目的：1、掌握用模拟的方法求解系统的响应。

2、研究系统参数变化对响应的影响。

二、设计要求：1、用模拟的方法求解系统的响应。

2、应用MATLAB平台求出响应波形。

三、应用软件1、Multisim仿真软件2、MATLAB软件四、总体设计：1、对电路图进行仿真，得到仿真的输入输出的数据2、建立二阶系统函数。

3、对数据进行拟合4、对拟合的结果进行误差分析5、总结五、课程设计前准备工作电路图：线性回归方程公式：六、课程设计实验过程⑴下图为用Multisim仿真软件对电路图进行仿真。

1015202530354045通过示波器，我们截取10组数据用来表征所给的电路图的输入输出。

并用这10组数据来对这个二阶系统进行拟合与误差分析。

所截取得的数据：x=[10.140 24.178 33.112 38.153 40.680 40.259 35.985 28.116 19.863 12.716] y=[-11.038 -10.639 -9.691 -8.315 -6.367 -3.001 1.270 6.501 11.148 14.899]⑵运行程序（一）：建立回归方程，并用图线输出回归方程和仿真数据。

disp('请以向量的形式输入x.') x=input('x='); n = length(x); suma1=0; for i=1:nsuma1=suma1+x(i); end suma1avera1=suma1/ndisp('请以向量的形式输入y.') y=input('y='); m= length(y); suma2=0; for i=1:msuma2=suma2+y(i); end suma2avera2=suma2/m; suma3=0 p=x*y;n = length(p); t=n*aver1*aver2; for i=1:nsuma3=suma3+p(i); end suma3j=suma3-t; q=x*x;n = length(q); suma4=0; for i=1:nsuma4=suma4+q(i); end suma4k=suma4-n*aver1; b=j/k;a=aver2-b*aver1; z=ezplot(z=b*w+a); plot(w,z);运行结果如下图所示如上图所示为仿真数据分布图，下图为由数据所得的线性回归。

信号与线性系统课程设计报告

信号与线性系统课程设计报告

信号与线性系统课程设计报告课题五基于FIR滤波的语音信号处理系统设计班级:姓名：学号：组号及同组人：成绩：指导教师：日期：课题五基于FIR滤波的语音信号处理系统设计摘要：MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB特点：1) 高效的数值计算及符号计算功能,能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来;2) 具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化;3)友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,使学者易于学习和掌握;4)功能丰富的应用工具箱,为用户提供了大量方便实用的处理工具。

关键词：GUI界面，信号采集，内插恢复，重采样，滤波器一、课程设计目的及意义本设计课题主要研究数字语音信号的初步分析方法、FIR数字滤波器的设计及应用。

通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的：（1）熟悉Matlab软件的特点和使用方法。

（2）熟悉LabVIEW虚拟仪器的特点以及采用LabVIEW进行仿真的方法。

（3）掌握信号和系统时域、频域特性分析方法。

（4）掌握FIR数字滤波器的设计方法（窗函数设计法、频率采样设计法）及应用。

（5）了解语音信号的特性及分析方法。

（6）通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

二、课题任务（一）简单数字语音信号处理系统的Matlab设计。

信号与线性系统课程设计

信号与线性系统课程设计

信号与线性系统课程设计报告课题五FM调制与解调系统的设计班级：电子C102姓名：王伟泽学号：108021成绩：指导教师：刘翠响日期：2013年1月04日题目：FM调制与解调系统的设计摘要FM在通信系统中的使用非常广泛。

FM广泛应用于高保真音乐广播、电视伴音信号的传输、卫星通信和蜂窝电话系统等。

本设计主要是利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现FM调制与解调过程，并分别绘制出基带信号，载波信号，已调信号的时域波形；再进一步分别绘制出对已调信号叠加噪声后信号，相干解调后信号和解调基带信号的时域波形；最后绘出FM基带信号通过上述信道和调制和解调系统后的误码率与信噪比的关系，并通过与理论结果波形对比来分析该仿真调制与解调系统的正确性及噪声对信号解调的影响。

在课程设计中，系统开发平台为Windows Vista，使用工具软件为MATLAB 7.0。

在该平台运行程序完成了对FM调制和解调以及对叠加噪声后解调结果的观察。

通过该课程设计，达到了实现FM信号通过噪声信道，调制和解调系统的仿真目的。

关键词 FM；PM；调制；解调；MATLAB 7.0；SIMULINK；LABVIEW；1课程设计的目的、意义1.1本课题的目的本课程设计课题主要研究FM 调制与解调模拟系统的理论设计和软件仿真方法。

通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的：1．掌握模拟系统FM 调制与解调的原理。

2．掌握模拟系统FM 调制与解调的设计方法；3．掌握应用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用Matlab 进行编程仿真的能力；4．熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程；5．了解基于LabVIEW虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真的方法。

1.2本课题的意义本课程设计课题主要研究FM 调制与解调模拟系统的理论设计和软件仿真方法。

通过完成本课题的设计，意在使学生将高频电子线路、数字信号处理、信号与线性系统等所学知识融汇起来，加深对“FM 调制与解调”的理解和认识，真正达到学以致用的目的。

信号与系统课程设计报告

信号与系统课程设计报告

二○一一～二○一二学年第一学期电子信息工程系信号与系统课程设计报告班级：电子信息工程2009级3班学号：200904135104姓名：徐奎课程名称：数字信号处理课程设计学时学分：1周1学分指导教师：陈华丽二○一一年十二月三十日1、课程设计目的：数字信号处理”课程是信息和通信工程专业必修的专业技术基础课程，课程以信号与系统作为研究对象，研究对信号进行各种处理和利用的技术。

通过该课程的学习，学生应牢固掌握确定性信号和系统的分析方法、相关算法、系统实现等的相关知识的，借助于数字滤波器的设计及实现，学生可掌握数字系统的分析以及设计方法。

数字信号处理是理论性和工程性都很强的学科，本课程设计的目的就是使该课程的理论与工程应用的紧密结合, 使学生深入理解信号处理的内涵和实质。

本课程设计要求学生在理解信号处理的数学原理的基础上，应用计算机编程手段，实现一种信号分析或处理的设计，达到对所学内容融会贯通，综合各部分知识，按照题目要求独立设计完成。

2、课程设计内容：滤波器设计产生一个连续信号，包含低频，中频，高频分量，对其进行采样，进行频谱分析，分别设计低通，带通，高通滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波前后信号的频谱。

独立完成以上设计，有能力的同学设计一个友好的人机交互界面，不限编程语言。

3、设计内容和步骤：①设定的连续信号为：s=sin(2*pi*t*5)+sin(2*pi*t*15)+sin(2*pi*t*30)可知：信号中包含了5Hz、15Hz、30Hz频率分量，对其采样的频率取100Hz。

用plot函数画出其时域波形，代码如下，结果如下图所示：% 程序功能：产生一个连续信号，包含低频，中频，高频分量，对其进行采样，进行频谱分析，分别设计低通，带通，高通滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波前后信号的频谱。

Fs=100;t=(1:100)/Fs;s1=sin(2*pi*t*5);s2=sin(2*pi*t*15);s3=sin(2*pi*t*30);s=s1+s2+s3;figure(1);plot(t,s); % 画出信号的时域波形xlabel('t');ylabel('s');title('原始信号的时域波形');% 程序功能：画出信号的频谱图。