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数字信号处理课程设计报告
工作量,有利于滤波器设计的最优化。
2 课程设计内容
录制一段自己的语音信号（可以录制含有噪音的信号，或者录制语音后再加进噪音信号），
要求：
（1）对语音信号进行采样；
（2）画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；
（3）设计一个合适的滤波器，并画出滤波器的频率响应曲线；
（4）用设计的滤波器对语音信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱图；
（5）对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化； （6）回放语音信号。
3 课程设计的具体实现
3.1 语音信号的采集
利用PC 机上的声卡和WINDOWS 操作系统可以进行数字信号的采集。将话筒输入计算机的语音输入插口上,启动录音机。按下录音按钮,接着对话筒说一段话,说完后停止录音,屏幕左侧将显示所录声音的长度。点击放音按钮,可以实现所录音的重现。以文件名“speech”保存入D:\\ MATLAB \\ work 中。可以看到,文件存储器的后缀默认为. wav ,这是WINDOWS 操作系统规定的声音文件存的标准。
3.2 语音信号的时频分析
利用MATLAB中的“wavread”命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。再对其进行采样，记住采样频率和采样点数。下面介绍Wavread 函数几种调用格式。
（1）y=wavread（file）
功能说明：读取file所规定的wav文件，返回采样值放在向量y中。 （2）[y,fs,nbits]=wavread(file)
功能说明：采样值放在向量y中，fs表示采样频率（hz），nbits表示采样位数。 （3）y=wavread（file，N）
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功能说明：读取钱N点的采样值放在向量y中。 （4）y=wavread（file，[N1,N2]）
功能说明：读取从N1到N2点的采样值放在向量y中。 接下来，对语音信号speech.wav进行采样。其程序如下：
>> [y,fs,nbits]=wavered (‘speech.wav’); %把语音信号加载入Matlab 仿真软件平台中。
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。MATLAB提供了快速傅里叶变换算法FFT计算DFT的函数fft,其调用格式如下：Xk=fft(xn,N)
参数xn为被变换的时域序列向量，N是DFT变换区间长度，当N大于xn的长度时，fft函数自动在xn后面补零。，当N小于xn的长度时，fft函数计算xn的前N个元素，忽略其后面的元素。
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。其程序如下：
[y,fs,bits]=wavread('speech.wav'); % sound(y,fs,bits); Y=fft(y,40000);%采样点数
subplot(211);plot(y);title('原始信号波形'); subplot(212);plot(abs(Y));title('原始信号频谱');
程序运行如下：
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：
3.3 语音信号加噪与频谱分析
在原始信号中加入高频噪音，其具体的程序如下：
fc=20000;%载波频率
y1=modulate(y,fc,fs,'fm');%对原语音信号调制 Y1=fft(y1,40000);%采样点数 40000 figure(2);
subplot(211);plot(y1);title('调制后信号波形'); subplot(212);plot(abs(Y1));title('调制后信号频谱'); % sound(y1);
对原信号进行调制得到的波形和频谱图如下：
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接着对调制后的信号加入原始信号，其程序为： % 调制信号+原始信号波形 y2=y+y1;
Y2=fft(y2,40000);%采样点数 40000 figure(3)
subplot(211);plot(y2);title('调制信号+原始信号波形'); subplot(212);plot(abs(Y2));title('调制信号+原始信号频谱'); % sound(y2);
得到的图形为： ;
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