数字信号处理滤波器.pdf

课程设计报告

课程名称数字信号处理课程设计

课题名称数字滤波器设计及在语音信号分析中

的应用

专业通信工程

班级1001

学号

姓名

指导教师彭祯张鏖郭芳

2012年9月10日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称数字信号处理课程设计

课题名称数字滤波器设计及在语音信号分析中的应

用

专业通信工程

班级

学号

姓名

指导教师彭祯张鏖烽郭芳

审

任务书下达日期2012年9月1日

任务完成日期2012年9月10日

《数字信号处理》课程设计指导

一、课程设计的性质与目的

《数字信号处理》课程是通信专业的一门重要专业基础课，是信息的数字化

处理、存储和应用的基础。通过该课程的课程设计实践，使学生对信号与信息的

采集、处理、传输、显示、存储、分析和应用等有一个系统的掌握和理解；巩固

和运用在《数字信号处理》课程中所学的理论知识和实验技能，掌握数字信号处

理的基础理论和处理方法，提高分析和解决信号与信息处理相关问题的能力，为

以后的工作和学习打下基础。

数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行

数学处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两

类：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。

二、课程设计题目

课程设计题目分为2个方向，每班选做方向一的同学约占2/3,选做方向二

的约占1/3。

（填写你自己所选课题的内容，如你在所选的是第二个方向，其内容如下：）

方向一：数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用。

方向二：数字滤波器设计及在心电信号滤波中的应用。

步骤：

1、语音信号采集

录制一段课程设计学生的语音信号并保存为文件，要求长度不小于10秒，并

对录制的信号进行采样；录制时可以使用Windows自带的录音机，或者使用其它

专业的录音软件，录制时需要配备录音硬件（如麦克风），为便于比较，需要在

安静、干扰小的环境下录音。

2、语音信号分析

使用MATLAB绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图。根据频谱图求出其

带宽，并说明语音信号的采样频率不能低于多少赫兹。

3、含噪语音信号合成

在MATLAB软件平台下，给原始的语音信号叠加上噪声，噪声类型分为如下几

种：（1）白噪声；（2）单频噪色（正弦干扰）；（3）多频噪声（多正弦干扰）；（4）

其它干扰，可设置为低频、高频、带限噪声，或Chirp干扰、冲激干扰。绘出叠

加噪声后的语音信号时域和频谱图，在视觉上与原始语音信号图形对比，也可通

过Windows播放软件从听觉上进行对比，分析并体会含噪语音信号频谱和时域波

形的改变。

4、数字滤波器设计及滤波,完成以下题目中的一个

给定滤波器的规一化性能指标（参考指标,实际中依据每个同学所叠加噪声情

况而定）例如：通带截止频率wp=0.25*pi,阻通带截止频率ws=0.3*pi;通带最

大衰减Rp=1dB;阻带最小衰减Rs=15dB，每个题目至少设计出5个用不同方法

的不同类型滤波器。

题目（1）：采用窗函数法与等波纹法分别设计各型FIR滤波器（低通、高通、

带通、带阻中的至少3种类型）来对叠加噪声前后的语音信号进行滤波处理，绘

出滤波器的频域响应，绘出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的