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1、本 科 毕 业 论 文院 系： 信息工程学院 专 业： 班 级： 作 者： 指导教师： 完成时间： 2011 年 5 月 10 号1摘 要利用 matlab 语音工具箱，可以将声音文件变为离散的数据文件，然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据。滤波器设计是数字信号处理的重要组成部分.在计算机中录入一段语音信号,通过 Matlab 对语音信号进行时频变换与分析,同时构造一固定频率的干扰信号,对两个信号进行合成,然后设计一个数字滤波器,对含噪的的语音信号进行滤波处理,在时域和频域中对信号进行分析比较.关键词：滤波器 语音信号 matlab 2目 录摘 要 .1目 录 .2第一章 绪论 .31.1 引
2、言 .31.2 数字滤波器的背景和意义 .31.3 设计目的 .3第二章 MATLAB 简介 .32.1 MATLAB 的概况 .32.2 MATLAB 产生的历史背景 .42.3 MATLAB 语言的特点 .42.4 MATLAB 涉及函数介绍 .5第三章 声音信号的滤波 .63.1 设计内容 .63.2 设计原理 .63.2.1 运用快速傅里叶变换（FFT） .63.2.2 用双线性变换法设计滤波器进行滤波 .63.3 设计过程 .73.3.1 语音信号的采集 .73.3.2 语音信号与含噪信号叠加 .83.3.3 数字滤波器的设计 .83.3.4 对固定频率的含噪信号进行滤波 .8第四章
3、 结论 .13致谢语 .14参考文献 .15附录 1.163第一章 绪论1.1 引言随着信息技术的发展，信号处理正向着数字化、软件化方向发展。数字信号处理主要研究对象是语音信号和图像信号，语音信号的研究可以从时域和频域两个方面来进行。其中时域的分析处理有两种方法:一种是进行语音信号分析，这属于线性处理的范畴，主要通过信号的加减、时移、倍乘、卷积、求相关函数来实现；另一种是生成各种调制信号，这属于非线性的范畴，主要是对信号平均累加器的动态范围进行压缩扩张，用门限方法对噪声的抑制。对频域分析处理，即对信号的频率特性在频谱中加以分析研究，这拓展了信号分析的范围，是对不确定信号分析的主要方法。在实际应
4、用中，信号的时域频分析经常同时进行。1.2 数字滤波器的背景和意义数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统，其输入是一组数字量，其输出是经过变换的另一组数字量。因此，他本身既可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用数字计算机，也可以是将所需运算编程程序，让通用计算机来执行。数字滤波器具有稳定性高、精度高、灵活性大等优点。随着数字技术的发展，用数字技术实现滤波器的功能越来越受人们的注意和广泛的应用。1.3 设计目的掌握双线性变换法及窗函数设计 IIR FIR 数字滤波器的具体实现方法，能利用 matlab 语音工具箱，提取语音信号，并能利用数字滤波器
5、对加噪后的语音信号进行滤波处理，还原出原语音信号。第二章 MATLAB 简介2.1 MATLAB 的概况MATLAB 是矩阵实验室（Matrix Laboratory）之意。除具备卓越的数值计算能力之外，它海提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真4和实时控制能力。MATLAB 的数据单位是矩阵，它的的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故有 MATLAB 来解算问题要比用 C、FORTRAN 等语言做相同的事情，简捷的多。MATLAB 包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包（Toobox） 。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包来扩充 MATLAB 的
6、符号运算、可视化建模仿真、文字处理及实时控制功能。学科工具包是专业性比较强的工具包、控制工具包、信号处理工具包、通信工具包等都属于此类。开放性是 MATLAB 广受用户欢迎，除内部函数外，所有 MATLAB 主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。2.2 MATLAB 产生的历史背景在 70 年代中期，Cleve Moler 博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发调用 EISPACK 和 LINPACK 的 FORTRAN 子程序库。到 70 年代后期，身为美国 New mexico 大学计算机系系主任的 Cleve Moler
7、，利用业余时间为学生编写 EISPACK 和 LINPACK 的借口程序。Cleve Moler 给这个接口程序取名为 MATLAB。在以后的数年里，MATLAB 在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。1983 年，工程师 John Little 和 Cleve Moler，Steve Bangert 一起，用C 语言开发了第二代专业版。这一代的 MATLAB 语言同时具备了数值计算和数据图示化的功能。1984 年，Cleve Moler 和 John Little 成立 Math Works 公司，正式把MATLAB 推向市场，并继续进行 MATLAB 的研究和
8、开发。MathWorks 公司顺应多功能需求之潮流，在其卓越数值计算和图示能力的基础上又率先在专业水平上开拓了其符号计算、文字处理、可视化建模和实时控制能力，开发了适合多学科、多部门要求的新一代科技应用软件 MATLAB。时至今日，经过 MathWorks 公司的不断完善，MATLAB 已经发展成为适合多学科，多种工作平台的功能强大的大型软件。在国外，MATLAB 已经成为线性代数，自动控制理论，数理统计，数字信号处理，时间序列分析，动态系统仿真等高级课程的基本教学工具；成为攻读学位的大学生，硕士生，博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门，MATLAB 被广发应用于科学研究和解决各种具体问题。在国内，特别是工程界，MATLAB 一定会盛行起来，可以说无论你从事工程方面的哪个学科，都能在 MATLAB 找到适合的功能。2.3 MATLAB 语言的特点MATLAB 最突出的特点就是简洁。MATLAB 用更直观的，符合人们思维习惯的代码，代替了 C 和 FORTRAN 语
