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大连理工大学实验预习报告学院（系）：电信专业：电子信息工程班级：电子1204姓名：梁宇学号：201281001组：___实验时间：实验室：实验台：指导教师签字：成绩：实验四、含噪语音信号分析一、实验目的和要求1.理解并掌握系统的理念2.掌握滤波的概念和基本应用方法3.提高分析和解决实际问题的能力二、实验原理和内容1傅立叶变换和反变换根据频谱分析理论，傅里叶变换和傅里叶反变换公式如下()()1()()2jtjtFjftedtftFjed但是在MATLAB中利用程序实现时需要注意以下两点：（1）在编制傅里叶变换和傅里叶反变换程序时，时间的采样点个数要与语音信号的数据采样点个数相对应。这就需要首先明确这些数据采样点与时间采样点的对应关系。即建立相应的时间向量作为语音信号采样点的时间坐标。（2）对频率进行积分，理论上是在（-∞，+∞）的范围内任意取值，本实验选择-4000hz到+4000hz的积分区间，带宽为8K的信号频谱分布进行观察，实际上是在作定积分运算。MATLAB是通过梯形法求数值积分来实现的，函数trapz(X,Y)能够完成向量求数值积分的功能。2滤波器设计滤波器是一种基本的处理信号的系统，具有传输选择特性的二端口网络，是一种线性时不变的系统。它是处理连续信号的由分立元件构成的线性网络，其性能可用线性微分方程来描述。它的功能主要是选频,即滤掉(衰减掉)不需要的信号成份,保留需要的信号成份.通过滤波器时不经受衰减或经受很小衰减的频带称为通带,经受的衰减超过某一规定值的频带称为阻带,位于通带和阻带之间的频带称为过渡带.在本实验中采用的是模拟实现高通滤波器和低通滤波器的功能。根据巴特沃兹滤波器的滤波原理，其理想的滤波器函数为:222()2cccHjj21()21ccHjj其中c是截止频率；将截止频率fc作为参数输入。3.实验系统基本模块设计输入信号f(t)输出信号y(t)系统函数h(t)扬声器输入信号波形图输出信号波形图系统参数设定傅立叶变换F(w)傅立叶变换Y(w)傅立叶变换H(w)输入信号频谱图输出信号频谱图系统频响傅立叶反变换y(t)×图1系统实验是由如图1所示的模块构成：（语音）输入信号；频谱分析（付里叶变换）；付里叶反变换；系统函数（高通滤波、低通滤波、带通滤波）；处理后的（语音）信号保存。各模块之间由指定接口连接。各模块功能如下：语音录入模块实现语音信号录入功能频谱分析模块运用傅氏变换理论以及抽样定理，对原始的语音信号进行的由时域到频域的转换，实现对语音信号进行频谱分析的功能付里叶反变换模块运用傅氏变换理论以及抽样定理，利用频谱分析的逆过程实现信号由频域至时域的逆变换功能高通滤波模块、低通滤波模块和带通滤波模块运用频域滤波理论实现对语音信号的滤波处理功能处理后的语音存档模块实现信号保存功能4.实验内容：自行录制一段音频信号，并加入不同频率的噪声，对于加入噪声后的音频信号，设计程序分析噪声的频率，并设计合适的滤波器将噪声滤除。对比原始音频信号、含噪音频信号和滤波后音频信号的听觉效果。