matlab課程設(shè)計(jì)--基于matlab有噪聲語(yǔ)音信號(hào)處理

1、<p>　　Matlab課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　題目:基于MATLAB有噪聲語(yǔ)音信號(hào)處理</p><p>　　系 （院）： 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p>　　班 級(jí)：

2、 </p><p><b>　　簡(jiǎn)介：</b></p><p>　　我們通信工程專業(yè)在實(shí)踐中經(jīng)常碰到需要對(duì)已接收信號(hào)進(jìn)行處理的情況，而濾波器設(shè)計(jì)在數(shù)字信號(hào)處理中占有極其重要的地位。本課題基于MATLAB有噪音語(yǔ)音信號(hào)處理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，綜合運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理的理論知識(shí)對(duì)加噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析和濾波。通過(guò)理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，再利用MATLAB作

3、為編程工具進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，我們使用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器，對(duì)模擬加噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行低通濾波、高通濾波及帶通濾波，并利用MATLAB作為輔助工具完成設(shè)計(jì)中的計(jì)算與圖形的繪制。</p><p><b>　　1 緒論：</b></p><p>　　數(shù)字信號(hào)處理是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、抽樣、變換、綜合、估值與識(shí)別

4、等加工處理，借以達(dá)到提取信息和便于應(yīng)用的目的。數(shù)字濾波器, 是數(shù)字信號(hào)處理中及其重要的一部分。本課題采用IIR濾波器對(duì)加噪聲音信號(hào)進(jìn)行處理。</p><p>　　IIR濾波器采用遞歸型結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)上帶有反饋環(huán)路。IIR濾波器運(yùn)算結(jié)構(gòu)通常由延時(shí)、乘以系數(shù)和相加等基本運(yùn)算組成，可以組合成直接型、正準(zhǔn)型、級(jí)聯(lián)型、并聯(lián)型四種結(jié)構(gòu)形式，都具有反饋回路。同時(shí)，IIR數(shù)字濾波器在設(shè)計(jì)上可以借助成熟的模擬濾波器的成果，如巴特沃斯

5、、契比雪夫和橢圓濾波器等，有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或圖表可查，在設(shè)計(jì)一個(gè)IIR數(shù)字濾波器時(shí)，我們根據(jù)指標(biāo)先寫出模擬濾波器的公式，然后通過(guò)一定的變換，將模擬濾波器的公式轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的公式。</p><p>　　2.原始語(yǔ)音信號(hào)采集與處理</p><p>　　2.1語(yǔ)音信號(hào)的采集</p><p>　　由于MATLAB只識(shí)別格式為.wav的聲音文件，我們利用PC機(jī)上的聲卡和W

6、INDOWS操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的采集。啟動(dòng)錄音機(jī)進(jìn)行錄音，以文件名“Orisound”保存入原程序所屬的文件夾中。可以看到,文件存儲(chǔ)器的后綴默認(rèn)為.wav ,這是WINDOWS操作系統(tǒng)規(guī)定的聲音文件存的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　程序流程圖：</b></p><p>　　2.2語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)頻分析</p><p>　　利用MATLAB中

7、的“wavread”命令來(lái)讀入（采集）語(yǔ)音信號(hào)，將它賦值給某一向量。再對(duì)其進(jìn)行采樣，記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)。</p><p>　　對(duì)語(yǔ)音信號(hào)Orisound.wav進(jìn)行采樣其程序如下：</p><p>　　[y,fs,nbits]=wavread (‘OriSound’); %把語(yǔ)音信號(hào)加載入MATLAB仿真軟件平臺(tái)中</p><p>　　畫出語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形，再

8、對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。在本次設(shè)計(jì)中，我們利用fft函數(shù)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，就可以得到信號(hào)的頻譜特性。程序如下：</p><p>　　[y,fs,nbits]=wavread(‘Orisound’); %語(yǔ)音信號(hào)的采集</p><p>　　sound(y,fs,nbits); %語(yǔ)音信號(hào)的播放</p><p&

9、gt;　　n=length(y) ; </p><p>　　Y=fft(y,n); %快速傅里葉變換</p><p><b>　　figure;</b></p><p>　　subplot(2,1,1);</p><p><b>　　plot(y);</b

10、></p><p>　　title(‘原始信號(hào)波形’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([ 78000 80000 -1 1]);</p><p><b>　　grid;</b></p><p>　　subplot(2,1,2);</p><p>　　

11、plot(abs(Y));</p><p>　　title(‘原始信號(hào)頻譜’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([ 0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b></p><p><b>　　程序結(jié)果如下圖：</b><

12、;/p><p>　　2.3語(yǔ)音信號(hào)加噪與頻譜分析</p><p>　　利用MATLAB中的隨機(jī)函數(shù)Randn（m,n）產(chǎn)生噪聲加入到語(yǔ)音信號(hào)中，模仿語(yǔ)音信號(hào)被污染，并對(duì)其頻譜分析。主要程序如下：</p><p>　　[y,fs,nbits]=wavread('OriSound');</p><p>　　sound(y,fs,nbi

13、ts); </p><p>　　n = length (y) ; </p><p>　　Noise=0.2*randn(n,2);</p><p>　　s=y+Noise;</p><p><b>　　sound(s);</b></p><p><b>　　figure;</b&g

14、t;</p><p>　　subplot(2,1,1);</p><p><b>　　plot(s);</b></p><p>　　title('加噪語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形','fontweight','bold');</p><p>　　axis([ 78000 80000

15、-1 1]);</p><p><b>　　grid;</b></p><p>　　S=fft(s); </p><p>　　subplot(2,1,2);</p><p>　　plot(abs(S));</p><p>　　title('加噪語(yǔ)音信號(hào)的頻域波形

16、9;,'fontweight','bold');</p><p>　　axis([ 0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b></p><p><b>　　程序結(jié)果如下圖：</b></p><p><b>　　3設(shè)計(jì)

17、數(shù)字濾波器</b></p><p>　　3.1 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的基本思路</p><p>　　數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)有兩個(gè)關(guān)鍵步驟：一個(gè)從數(shù)字域到模擬域間的變換，這個(gè)變換實(shí)現(xiàn)了數(shù)字濾波器技術(shù)指標(biāo)到模擬濾波器技術(shù)指標(biāo)的轉(zhuǎn)換，同樣也實(shí)現(xiàn)了模擬濾波器系統(tǒng)函數(shù)到數(shù)字濾波器系統(tǒng)函數(shù)的轉(zhuǎn)換；另一個(gè)是從模擬濾波器技術(shù)指標(biāo)到滿足該指標(biāo)的模擬濾波器的設(shè)計(jì)。</p><p>　　

18、3.2 模擬濾波器概述</p><p>　　用模擬—數(shù)字變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器，首先必須設(shè)計(jì)一個(gè)模擬濾波器，它有許多不同的類型，主要有以下兩種類型：</p><p>　?。?）、巴特沃思（Botterworth簡(jiǎn)寫B(tài)W）濾波器。BW濾波器是根據(jù)幅頻特性在通帶內(nèi)具有最拼圖特性而定義的濾波器，對(duì)一個(gè)N階低通濾波器來(lái)說(shuō)，所謂最平坦特性就是模擬函數(shù)的前（2N-1）階導(dǎo)數(shù)在處都為零。BW濾波器的

19、另一個(gè)特性是在通帶和阻帶內(nèi)的幅頻特性始終是頻率的單調(diào)下降函數(shù)，且其模擬函數(shù)隨階次N 的增大而更接近于理想低通濾波器。</p><p>　　（2）、切比雪夫（Chbyshev簡(jiǎn)寫為CB）濾波器。CB低通濾波器的模擬函數(shù)由切比雪夫多項(xiàng)式定義，且在通帶內(nèi)的幅頻響應(yīng)是波動(dòng)的，在阻帶則單調(diào)變化。</p><p>　　3.3設(shè)計(jì)IIR濾波器</p><p>　　目前IIR數(shù)字濾

20、波器設(shè)計(jì)的最通用的方法是借助于模擬濾波器的設(shè)計(jì)方法。模擬濾波器設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一套相當(dāng)成熟的方法，它不但有完整的設(shè)計(jì)公式，而且還有較為完整的圖表供查詢，因此，充分利用這些已有的資源將會(huì)給數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大方便。IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)步驟是：</p><p>　?。?）、按一定規(guī)則將給出的數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)；</p><p>　?。?）、根據(jù)轉(zhuǎn)換后的技術(shù)指標(biāo)

21、設(shè)計(jì)模擬低通濾波器；</p><p>　?。?）、再按一定規(guī)則將G(s)轉(zhuǎn)換成H(z)。</p><p>　　若設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器是低通的，那么上述設(shè)計(jì)工作可以結(jié)束，若所設(shè)計(jì)的是高通，帶通或帶阻濾波器，那么還有步驟（4）：</p><p>　?。?）、將高通、帶通、或帶阻數(shù)字l不去的技術(shù)指標(biāo)先轉(zhuǎn)化為低通模擬濾波器的技術(shù)指標(biāo)，然后按照上述步驟（2）設(shè)計(jì)出低通，再將轉(zhuǎn)換為

22、所需的H(z)。</p><p>　　利用模擬濾波器設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器的步驟：</p><p>　?。?）確定數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)：通帶邊界頻率、通帶最大衰減，阻帶截止頻率、阻帶最小衰減。</p><p>　?。?）將數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　?。?）按照模擬低通濾波器的技術(shù)指

23、標(biāo)設(shè)計(jì)及過(guò)渡模擬低通濾波器。</p><p>　?。?）用雙線性變換法，模擬濾波器系統(tǒng)函數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字低通濾波器系統(tǒng)函數(shù)。</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p><b>　　Ft=8000;</b></p><p><b>　　Fp=1000;</b>&

24、lt;/p><p><b>　　Fs=1200;</b></p><p>　　wp=2*pi*Fp/Ft;</p><p>　　ws=2*pi*Fs/Ft;</p><p>　　fp=2*Ft*tan(wp/2);</p><p>　　fs=2*Fs*tan(wp/2);</p><

25、;p>　　[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,’s’); </p><p>　　[b11,a11]=butter(n11,wn11,’s’); </p><p>　　[num11,den11]=bilinear(b11,a11,0.5);</p><p>　　[h,w]=freqz(num11,den11);</p>&l

26、t;p><b>　　figure;</b></p><p>　　plot(w*8000*0.5/pi,abs(h));</p><p>　　legend(‘IIR低通濾波器’,’Location’,’NorthWest’);</p><p><b>　　grid;</b></p><p>&l

27、t;b>　　程序結(jié)果如下圖：</b></p><p>　　3.2驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的濾波器：</p><p>　　為了驗(yàn)證濾波器的可使用性，我們用常用的sin函數(shù)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。其具體程序及運(yùn)行結(jié)果如下：</p><p>　　t=[0:1/1023:1];</p><p>　　s=sin(2*pi*t);</p><

28、p>　　N=length(s);</p><p>　　y=s+0.5*rand(1,N);</p><p>　　subplot(2,1,1);</p><p><b>　　plot(y);</b></p><p>　　title('加噪語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形','fontweight',

29、'bold');</p><p>　　S=fft(y); </p><p>　　subplot(2,1,2);</p><p>　　plot(abs(S));</p><p>　　title('加噪語(yǔ)音信號(hào)的頻域波形','fontweight','bold'

30、);</p><p><b>　　Ft=8000;</b></p><p><b>　　Fp=1000;</b></p><p><b>　　Fs=1200;</b></p><p>　　wp=2*pi*Fp/Ft;</p><p>　　ws=2*pi*

31、Fs/Ft;</p><p>　　[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,'s'); %求低通濾波器的階數(shù)和截止頻率</p><p>　　[b11,a11]=butter(n11,wn11,'s'); %求S域的頻率響應(yīng)的參數(shù) </p><p>　　[num11,den11]=bilinear(b11,a11

32、,0.5); %利用雙線性變換實(shí)現(xiàn)頻率響應(yīng)S域到Z域的變換 </p><p>　　z11=filter(num11,den11,s);</p><p>　　sound(z11);</p><p>　　m11=fft(z11); %求濾波后的信號(hào)</p><p><b>　　figure;</b></p>

33、<p>　　subplot(2,2,1);</p><p>　　plot(abs(S),'g');</p><p>　　title('濾波前信號(hào)的頻譜','fontweight','bold');</p><p><b>　　grid;</b></p>&l

34、t;p>　　subplot(2,2,2);</p><p>　　plot(abs(m11),'r');</p><p>　　title('濾波后信號(hào)的頻譜','fontweight','bold');</p><p><b>　　grid;</b></p>&l

35、t;p>　　subplot(2,2,3);</p><p><b>　　plot(y);</b></p><p>　　title('濾波前信號(hào)的波形','fontweight','bold');</p><p><b>　　grid;</b></p>&l

36、t;p>　　subplot(2,2,4);</p><p>　　plot(z11);</p><p>　　title('濾波后的信號(hào)波形','fontweight','bold');</p><p><b>　　grid;</b></p><p><b>　

37、　程序結(jié)果如下圖：</b></p><p>　　由所得結(jié)果可知，所設(shè)計(jì)的濾波器符合要求。</p><p><b>　　4 濾波</b></p><p>　　用設(shè)計(jì)好的IIR低通濾波器對(duì)加噪的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，程序如下：</p><p>　　[y,fs,nbits]=wavread (‘OriSound’);

38、 %IIR低通</p><p>　　n = length (y) ; %求出語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度</p><p>　　Noise=0.2*randn(n,2); %隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生噪聲</p><p>　　s=y+Noise; %語(yǔ)音信號(hào)加入噪聲</p><p>　　S=fft(s);

39、 </p><p><b>　　Ft=8000;</b></p><p><b>　　Fp=1000;</b></p><p><b>　　Fs=1200;</b></p><p>　　wp=2*pi*Fp/Ft;</p><p>　　ws=2*pi*F

40、s/Ft;</p><p>　　[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,’s’);%求低通濾波器的階數(shù)和截止頻率</p><p>　　[b11,a11]=butter(n11,wn11,’s’); %求S域的頻率響應(yīng)的參數(shù) </p><p>　　[num11,den11]=bilinear(b11,a11,0.5); %利用雙線性變換實(shí)現(xiàn)頻

41、率響應(yīng)S域到Z域的變換 </p><p>　　z11=filter(num11,den11,s);</p><p>　　sound(z11);</p><p>　　m11=fft(z11); %求濾波后的信號(hào)</p><p><b>　　figure;</b></p><p>　　subplot

42、(2,2,1);</p><p>　　plot(abs(S),’g’);</p><p>　　title(‘濾波前信號(hào)的頻譜’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([ 0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b></p><

43、p>　　subplot(2,2,2);</p><p>　　plot(abs(m11),’r’);</p><p>　　title(‘濾波后信號(hào)的頻譜’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([ 0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b>

44、</p><p>　　subplot(2,2,3);</p><p><b>　　plot(s);</b></p><p>　　title(‘濾波前信號(hào)的波形’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([95000 100000 -1 1]);</p><p>&

45、lt;b>　　grid;</b></p><p>　　subplot(2,2,4);</p><p>　　plot(z11);</p><p>　　title(‘濾波后的信號(hào)波形’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([95000 100000 -1 1]);</p>&l

46、t;p><b>　　grid;</b></p><p><b>　　程序結(jié)果如下圖：</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)以上的加噪處理后，可在Matlab中用函數(shù)sound對(duì)聲音進(jìn)行回放。其調(diào)用格式：sound(y,Fs)，sound(y)和sound(y,Fs,bits)?？梢圆煊X(jué)濾波前后的聲音有明顯的變化。</p><

47、p><b>　　5.創(chuàng)建GUI界面</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)通過(guò)選擇一個(gè)語(yǔ)音信號(hào)作為分析的對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行頻譜分析；利用MATLAB中的隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生噪聲加入到語(yǔ)音信號(hào)中，模仿被噪聲干擾的語(yǔ)音信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行頻譜分析；運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理理論設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器， 并對(duì)被噪聲污染的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾

48、波，分析濾波后信號(hào)的時(shí)域和頻域特征，回放語(yǔ)音信號(hào)。最后，設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)界面返回。</p><p>　　我們四個(gè)人共同完成這個(gè)課程設(shè)計(jì)，分工是很重要的，首先我們確定了大致的方向，我們要做低通，帶通以及高通三種濾波器，此外還有界面的設(shè)計(jì)，程序的整合，以及課程報(bào)告的編寫等方面的內(nèi)容，我們的具體分工如下：</p><p>　　聲音信號(hào)的讀入以及ppt的制作：翁淦泉1062310209<

49、/p><p>　　低通，帶通，高通濾波器的設(shè)計(jì)及相關(guān)程序的編寫：馮竹青1062310202，賀靜文1062301203</p><p>　　最后整合及界面的設(shè)計(jì)：王雅青1062310208</p><p><b>　　課程報(bào)告：賀靜文</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p&g

50、t;<p>　　1、張志涌 楊祖櫻 MATLAB教程R2011a 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　2、高西全，丁玉美.數(shù)字信號(hào)處理（第三版）[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.8</p><p>　　3、蔣瑞艷 振動(dòng)，噪聲處理系統(tǒng)[J]. 大連理工大學(xué)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2002</p><p>　　4、馬超  

51、;高世倫 基于MATLAB的噪聲信號(hào)采集與分析系統(tǒng)研究[J]. 華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院院報(bào) 2004.5</p><p>　　5、李正周.MATLAB數(shù)字信號(hào)處理與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社，2008</p><p>　　6、高萍,祖靜.基于MATLAB小波去噪技術(shù)淺析[J].科技信息(學(xué)術(shù)版),2006(11)1-3.</p><p>　　7、劉智

52、 基于MATLAB的機(jī)械噪聲分析與處理[J]. 華中江師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2010（4）</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄（I） 設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器</p><p>　　%=========================IIR低通濾波器=======================</p>

53、;<p><b>　　Ft=8000;</b></p><p><b>　　Fp=1000;</b></p><p><b>　　Fs=1200;</b></p><p>　　wp=2*pi*Fp/Ft;</p><p>　　ws=2*pi*Fs/Ft;</

54、p><p>　　fp=2*Ft*tan(wp/2);</p><p>　　fs=2*Fs*tan(wp/2);</p><p>　　[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,’s’); </p><p>　　[b11,a11]=butter(n11,wn11,’s’); </p><p>　　[num11

55、,den11]=bilinear(b11,a11,0.5);</p><p>　　[h,w]=freqz(num11,den11);</p><p><b>　　figure;</b></p><p>　　plot(w*8000*0.5/pi,abs(h));</p><p>　　legend(‘IIR低通濾波器’,’L

56、ocation’,’NorthWest’);</p><p><b>　　grid;</b></p><p><b>　　程序結(jié)果如下圖：</b></p><p>　　%======================IIR高通濾波器========================</p><p>&l

57、t;b>　　Ft=8000;</b></p><p><b>　　Fp=4000;</b></p><p><b>　　Fs=3500;</b></p><p>　　wp1=tan(pi*Fp/Ft);</p><p>　　ws1=tan(pi*Fs/Ft);</p>

58、<p><b>　　wp=1;</b></p><p>　　ws=wp1*wp/ws1;</p><p>　　[n13,wn13]=cheb1ord(wp,ws,1,50,’s’);</p><p>　　[b13,a13]=cheby1(n13,1,wn13,’s’); </p><p>　　[num,den

59、]=lp2hp(b13,a13,wn13);</p><p>　　[num13,den13]=bilinear(num,den,0.5); </p><p>　　[h,w]=freqz(num13,den13);</p><p><b>　　figure;</b></p><p>　　plot(w*21000*0.5/p

60、i,abs(h));</p><p>　　legend(‘IIR高通濾波器’,’Location’,’NorthWest’);</p><p>　　axis([0 11000 0 1.5]);</p><p><b>　　grid;</b></p><p><b>　　程序結(jié)果如下圖：</b><

61、;/p><p>　　%======================IIR帶通濾波器==========================</p><p><b>　　Fp1=1200;</b></p><p><b>　　Fp2=3000;</b></p><p><b>　　Fs1=1000;

62、</b></p><p><b>　　Fs2=3200;</b></p><p><b>　　Ft=8000;</b></p><p>　　wp1=tan(pi*Fp1/Ft);</p><p>　　wp2=tan(pi*Fp2/Ft);</p><p>　　ws

63、1=tan(pi*Fs1/Ft);</p><p>　　ws2=tan(pi*Fs2/Ft);</p><p>　　w=wp1*wp2/ws2;</p><p>　　bw=wp2-wp1; %有效通帶頻率</p><p><b>　　wp=1;</b></p><p>

64、　　ws=(wp1*wp2-w.^2)/(bw*w);</p><p>　　[n12,wn12]=buttord(wp,ws,1,50,’s’); </p><p>　　[b12,a12]=butter(n12,wn12,’s’);</p><p>　　[num2,den2]=lp2bp(b12,a12,sqrt(wp1*wp2),bw);</p>&

65、lt;p>　　[num12,den12]=bilinear(num2,den2,0.5);</p><p>　　[h,w]=freqz(num12,den12);</p><p><b>　　figure;</b></p><p>　　plot(w*8000*0.5/pi,abs(h));</p><p>　　ax

66、is([0 4500 0 1.5]);</p><p>　　legend(‘IIR帶通濾波器’,’Location’,’NorthWest’);</p><p><b>　　grid;</b></p><p><b>　　程序結(jié)果如下圖：</b></p><p>　　附錄（II）比較濾波前后語(yǔ)音信號(hào)

67、的波形及頻譜</p><p>　　% ======================雙線性變換法=======================</p><p>　　%*************************低通濾波器************************</p><p>　　[y,fs,nbits]=wavread (‘OriSound’);

68、%IIR低通</p><p>　　n = length (y) ; %求出語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度</p><p>　　Noise=0.2*randn(n,2); %隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生噪聲</p><p>　　s=y+Noise; %語(yǔ)音信號(hào)加入噪聲</p><p>　　S=fft(s); &

69、lt;/p><p><b>　　Ft=8000;</b></p><p><b>　　Fp=1000;</b></p><p><b>　　Fs=1200;</b></p><p>　　wp=2*pi*Fp/Ft;</p><p>　　ws=2*pi*Fs/

70、Ft;</p><p>　　[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,’s’);%求低通濾波器的階數(shù)和截止頻率</p><p>　　[b11,a11]=butter(n11,wn11,’s’); %求S域的頻率響應(yīng)的參數(shù) </p><p>　　[num11,den11]=bilinear(b11,a11,0.5); %利用雙線性變換實(shí)現(xiàn)頻率響

71、應(yīng)S域到Z域的變換 </p><p>　　z11=filter(num11,den11,s);</p><p>　　sound(z11);</p><p>　　m11=fft(z11); %求濾波后的信號(hào)</p><p><b>　　figure;</b></p><p>　　subplot(2

72、,2,1);</p><p>　　plot(abs(S),’g’);</p><p>　　title(‘濾波前信號(hào)的頻譜’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([ 0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b></p><p&

73、gt;　　subplot(2,2,2);</p><p>　　plot(abs(m11),’r’);</p><p>　　title(‘濾波后信號(hào)的頻譜’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([ 0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b>&l

74、t;/p><p>　　subplot(2,2,3);</p><p><b>　　plot(s);</b></p><p>　　title(‘濾波前信號(hào)的波形’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([95000 100000 -1 1]);</p><p><

75、;b>　　grid;</b></p><p>　　subplot(2,2,4);</p><p>　　plot(z11);</p><p>　　title(‘濾波后的信號(hào)波形’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([95000 100000 -1 1]);</p><

76、p><b>　　grid;</b></p><p><b>　　程序結(jié)果如下圖：</b></p><p>　　附II-1 雙線性低通濾波器比較</p><p>　　%**********************高通濾波器*****************************</p><p>

77、;　　[y,fs,nbits]=wavread (‘OriSound’); %IIR高通</p><p>　　n = length (y) ; %求出語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度</p><p>　　Noise=0.2*randn(n,2); %隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生噪聲</p><p>　　s=y+Noise; %語(yǔ)音信號(hào)加入噪聲</p><p

78、>　　S=fft(s); %傅里葉變換</p><p><b>　　Fp1=1200;</b></p><p><b>　　Fs1=1000;</b></p><p><b>　　Ft=8000;</b></p><p>　　wp1=tan(pi*Fp1/Ft

79、);</p><p>　　ws1=tan(pi*Fs1/Ft);</p><p><b>　　wp=1;</b></p><p>　　ws=wp1*wp/ws1;</p><p>　　[n13,wn13]=cheb1ord(wp,ws,1,50,’s’); %求模擬的低通濾波器階數(shù)和截止頻率</p><

80、;p>　　[b13,a13]=cheby1(n13,1,wn13,’s’); %求S域的頻率響應(yīng)的參數(shù)</p><p>　　[num,den]=lp2hp(b13,a13,wn13); %將S域低通參數(shù)轉(zhuǎn)為高通的</p><p>　　[num13,den13]=bilinear(num,den,0.5); %利用雙線性變換實(shí)現(xiàn)頻率響應(yīng)S域到Z域轉(zhuǎn)換</p><

81、;p>　　z13=filter(num13,den13,s);</p><p>　　sound(z13);</p><p>　　m13=fft(z13); %求濾波后的信號(hào)</p><p><b>　　figure;</b></p><p>　　subplot(2,2,1);</p><

82、p>　　plot(abs(S),’g’);</p><p>　　title(‘濾波前信號(hào)的頻譜’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b></p><p>　　subplot(2,2,2);&l

83、t;/p><p>　　plot(abs(m13),’r’);</p><p>　　title(‘濾波后信號(hào)的頻譜’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b></p><p>　　s

84、ubplot(2,2,3);</p><p><b>　　plot(s);</b></p><p>　　title(‘濾波前信號(hào)的波形’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([95000 100000 -1 1]);</p><p><b>　　grid;</b>

85、;</p><p>　　subplot(2,2,4);</p><p>　　plot(z13);</p><p>　　title(‘濾波后的信號(hào)波形’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([95000 100000 -1 1]);</p><p><b>　　grid;&

86、lt;/b></p><p><b>　　程序結(jié)果如下圖：</b></p><p>　　附II-2 雙線性高通濾波器比較</p><p>　　%**********************帶通濾波器*****************************</p><p>　　[y,fs,nbits]=wavrea

87、d (‘OriSound’); %IIR帶通</p><p>　　n = length (y) ; %求出語(yǔ)音信號(hào)的長(zhǎng)度</p><p>　　Noise=0.2*randn(n,2); %隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生噪聲</p><p>　　s=y+Noise; %語(yǔ)音信號(hào)加入噪聲 </p><p>　　S=fft(s

88、); %傅里葉變換</p><p><b>　　Ft=8000;</b></p><p><b>　　Fp=1000;</b></p><p><b>　　Fs=1200;</b></p><p>　　wp=2*Fp/Ft;</p><

89、p>　　ws=2*Fs/Ft;</p><p><b>　　rp=1;</b></p><p><b>　　rs=50;</b></p><p>　　p=1-10.^(-rp/20); %通帶阻帶波紋</p><p>　　q=10.^(-rs/20);</p><p

90、>　　fpts=[wp ws];</p><p>　　mag=[1 0];</p><p>　　dev=[p q];</p><p>　　[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev);%由kaiserord求濾波器的階數(shù)和截止頻率</p><p>　　b21=fir1(n21,wn21,ka

91、iser(n21+1,beta)); %由fir1設(shè)計(jì)濾波器</p><p>　　z21=fftfilt(b21,s);</p><p>　　sound(z21);</p><p>　　m21=fft(z21); %求濾波后的信號(hào)</p><p>　　figure(4);</p><p>　　subplot(2

92、,2,1);</p><p>　　plot(abs(S),’g’);</p><p>　　title(‘濾波前信號(hào)的頻譜’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b></p><p&

93、gt;　　subplot(2,2,2);</p><p>　　plot(abs(m21),’r’);</p><p>　　title(‘濾波后信號(hào)的頻譜’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([0 150000 0 4000]);</p><p><b>　　grid;</b>&l

94、t;/p><p>　　subplot(2,2,3);</p><p><b>　　plot(s);</b></p><p>　　title(‘濾波前信號(hào)的波形’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([95000 100000 -1 1]);</p><p><

95、;b>　　grid;</b></p><p>　　subplot(2,2,4);</p><p>　　plot(z21);</p><p>　　title(‘濾波后的信號(hào)波形’,’fontweight’,’bold’);</p><p>　　axis([95000 100000 -1 1]);</p><