使用频率采样法设计的频率采样型FIR滤波器课程设计.doc

长沙理工大学《数字信号解决》课程设计报告学院计算机与通信工程专业通信工程班级学号学生姓名指导教师课程成绩完毕日期课程设计成绩评估学院计算机与通信工程专业通信工程班级学号学生姓名指导教师完毕日期2023年3月13日指导教师对学生在课程设计中的评价评分项目优良中及格不及格课程设计中的发明性成果学生掌握课程内容的限度课程设计完毕情况课程设计动手能力文字表达学习态度规范规定课程设计论文的质量指导教师对课程设计的评估意见综合成绩指导教师签字2023年3月15日课程设计任务书计算机与通信工程系通信工程专业课程名称数字信号解决课程设计时间2023～2023学年第二学期1～2周学生姓名指导老师题目语音信号滤波去噪—使用频率采样法设计的频率采样型FIR滤波器重要内容：用麦克风采集一段语音信号，绘制波形并观测其频谱特点，加入一个带外单频噪声，使用频率采样法设计一个满足指标的FIR滤波器，对该含噪语音信号进行滤波去噪解决，画出频率采样型滤波器结构图。比较滤波前后的波形和频谱并进行分析，根据结果和学过的理论得出合理的结论。与不同滤波方法的同学比较各种滤波方法性能的优劣。规定：（1）滤波器指标必须符合工程实际。（2）设计完后应检查其频率响应曲线是否满足指标。（3）解决结果和分析结论应当一致，并且应符合理论。（4）独立完毕课程设计并按规定编写课程设计报告书。应当提交的文献：（1）课程设计学年论文。（2）课程设计附件（重要是源程序）。语音信号滤波去噪——使用频率采样法设计的频率采样型FIR滤波器学生姓名：指导老师：摘要本次课程设计是使用频率采样法设计一个频率采样型滤波器，对一段加噪的语音信号进行滤波去噪解决，并且对滤波前后的时域波形和频谱分析滤波性能。本次课程设计仿真平台为MATLAB7.0，开发工具是M语言编程。一方面运用Windows录音机录制一段语音信号，并人为加入单频噪声，然后对信号进行频谱分析以拟定所加噪声频率，再设计滤波器进行滤波去噪解决，最后比较滤波前后的波形和频谱并进行分析，并用VISIO绘制滤波器的结构图。由分析结果可知，滤波后的语音信号与原始语音信号基本一致，即设计的FIR滤波器可以去除信号中所加单频噪声，即达成了设计目的。关键词MATLAB；滤波去噪；频率采样法；频率采样型滤波器；VISIO1引言滤波去噪[1]是信号解决中一种最基本但十分重要的技术。运用滤波可以从复杂的信号中提取所需的信号，克制不需要的信号。滤波器就是这样一种可以在时域和频域对信号进行滤波解决的系统。通常情况下，有用信号和干扰信号是在不同频段上的，于是通过对滤波器的频率特性精心设计就能达成滤波的目的。本课程设计是采用频率采样法设计频率抽样型滤波器，从而对语音信号滤波去噪。通过对比滤波前后的波形图及回放滤波前后的语音信号，来判断滤波器对噪声信号的确有滤除作用。1.1课程设计目的(1)熟悉使用MATLAB；(2)了解FIR滤波器原理及结构；(3)运用所学数字信号解决相关知识用MATLAB设计一个FIR滤波器；(4)提高自己动手的能力。(5)对加噪的语音信号进行滤波去噪解决，比较滤波前后的时域波形和频谱并进行分析；1.2课程设计的规定(1)滤波器指标必须符合工程设计。(2)设计完后应检查其频率响应曲线是否满足指标。(3)解决结果和分析结论应当一致，并且应符合理论。(4)独立完毕课程设计并按规定编写课程设计报告。1.3设计平台本课程设计仿真平台为MATLAB7.0。MATLAB的名称源自MatrixLaboratory，1984年由美国Mathworks公司推向市场。它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式解决数据。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息解决等领域的分析、仿真和设计工作。1993年MathWorks公司从加拿大滑铁卢大学购得MAPLE软件的使用权，从而以MAPLE为“引擎”开发了符号数学工具箱（SymbolicMathToolbox）[2]。2设计原理用windows自带的录音机录制一段语音信号，绘制波形并观测其频谱，给定相应技术指标，用频率采样法设计的一个满足指标的频率采样型FIR滤波器，对该语音信号进行滤波去噪解决，比较滤波前后的波形和频谱并进行分析。2.1FIR滤波器的设计FIR(FiniteImpulseResponse)滤波器[3]：有限长单位冲激响应滤波器，又称为非递归型滤波器，是数字信号解决系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。因此，FIR滤波器在通信、图像解决、模式辨认等领域都有着广泛的应用。有限长单位冲激响应（FIR）滤波器有以下特点：(1)系统的单位冲激响应h(n)在有限个n值