数字信号处理课程设计报告

长沙学院《数字信号处理》课程设计说明书题目数字信号处理课程设计系（部）电子与通信工程系专业（班级）级通信班姓名学号24指导老师李广柱、王路露起止日期2014.6.23-2014.6.27数字信号处理设计任务书一．课程设计的目的通过数字信号处理的课程设计，使学生对信号的采集，处理，传输，显示，存储和分析等有一个系统的掌握和理解。巩固和运用数字信号处理课程中的理论知识和实验技能，掌握最基本的数字信号处理的理论和方法，培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。二．课程设计的题目语音信号的采集、分析与处理。三．设计内容（主要技术关键的分析、解决思路和方案比较等）对一段语音信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语音信号；最后，设计一个信号处理系统界面。设计内容：采样一段语音信号；画出语音信号的时域波形和频谱图；给定滤波器的性能指标，设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱。关键技术：频谱图的理解；设计数字滤波器；数字滤波的方法；解决思路：对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性；在MATLAB环境中可以利用函数fir设计FIR滤波器，可以利用函数butter设计IIR滤波器；利用MATLAB中的函数freqz画出各滤波器的频率响应。四．设计步骤.语音信号的采集对一段语音信号，时间在s内。然后在MATLAB软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。通过wavread函数的使用，要求理解掌握采样频率、采样位数等概念。.语音信号的频谱分析要求首先画出采样后语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性，从而加深对频谱特性的理解。.设计数字滤波器和画出其频率相映给出各滤波器的性能指标：()低通滤波器性能指标fb＝Hz，fc＝Hz，As＝dB，Ap＝dB。()高通滤波器性能指标fc＝Hz，fb＝Hz，As＝dB，Ap＝dB。要求用窗函数法和双线性变换法设计上面要求的种滤波器。在MATLAB中，可以利用函数fir设计FIR滤波器，可以利用函数butter设计IIR滤波器；利用MATLAB中的函数freqz画出各滤波器的频率响应。.用滤波器对信号进行滤波要求用自己设计的各种滤波器分别对采集的信号进行滤波，在MATLAB中，FIR滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波，IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。.比较滤波前后语音信号的波形及频谱并回放语音信号要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱。在MATLAB中，函数sound可以对声音进行回放。其调用格式：sound(x，fs，bits)；可以感觉滤波前后的声音有变化。.编制实现上述任务的相应的程序。.撰写-字课程设计报告。五．设计要点.参考“数字信号处理”教材掌握频谱分析的意义。.参考“数字信号处理”教材掌握数字滤波器的设计方法。.学会使用MATLAB的帮助。六．设计进度安排本次课程设计共计周时间(周)：第周星期一，分析问题、查阅资料；第周星期二到第周星期四，编写程序、调试、修改；第周星期五，演示、写设计报告。七．考核标准.同学平时表现占总成绩％，若迟到扣分，无故旷课每次扣分，二次不到者总成绩以分计。.课程设计报告占总成绩％，在规定时间内上交。.严禁抄袭，复制设计内容，查出后相关同学设计成绩以零分处理。八．参考资料.高西全,丁玉美.数字信号处理.西安:西安电子科技大学出版社,..黄文梅,熊桂林,杨勇.信号分析与处理——Matlab语言及其应用.长沙:国防科技大学出版社,..余成波.数字信号处理及Matlab实现.北京:清华大学出版社,.长沙学院课程设计鉴定表姓名张华东学号2012032104专业通信工程班级2班设计题目数字信号处理课程设计指导教师李广柱王路露指导教师意见：评定等级：教师签名：日期：答辩小组意见：评定等级：答辩小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名：日期：系（部）意见：系主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中”、“及格”、“不及格”五类；目录摘要........................................................................................................................................................31、绪论................................................................................................................................................................42、课程设计的具体内容....................................................................................................................................42.1.1、读取语音信号的任务..............................................................................................................................42.1.2、任务分析和解决方案..............................................................................................................................42.1.3、编程得到的MATLAB代码....................................................................................................................42.1.4、运行结果和相应的分析..........................................................................................................................52.2、IIR滤波器设计和滤波处理.......................................................................................................................52.2.1、设计任务..................................................................................................................................................52.2.2、任务分析和解决方案..............................................................................................................................52.2.3、编程得到的MATLAB代码....................................................................................................................62.2.4、运行结果和相应的分析........................................................................................................................102.3、FIR滤波器设计和滤波处理....................................................................................................................142.3.1、设计任务................................................................................................................................................142.3.2、任务分析和解决方案............................................................................................................................142.3.3、编程得到的MATLAB代码..................................................................................................................152.3.4、运行结果和相应的分析........................................................................................................................183、总结..............................................................................................................................................................224、存在的不足及建议......................................................................................................................................235、参考文献......................................................................................................................................................233语音信号的采集、分析与处理摘要本文利用Windows操作系统提供的录音机录制了一段声音，针对该声音文件，利用MATLAB读取文件获得语音信号，利用FFT算法对该信号进行谱分析。同时设计得到了IIR、FIR滤波器，每种形式的滤波器分别都设计了低通、高通和带通三种类型，利用滤波器对运用信号进行处理，并对处理的结果进行了分析。通过对语音信号的采集、分析和处理，掌握了利用FFT进行谱分析的基本原理和基本方法；掌握了滤波器设计的基本理论和基本方法，并学会了对信号进行时域分析和频域分析的基本原理和基本方法。关键词：语音信号；谱分析；IIR滤波器；FI