Matlab课程设计报告
题目:基于MATLAB有噪声语音信号处理
系 （院）： 计算机与信息工程学院 专 业： 通信工程 班 级：
简介：
我们通信工程专业在实践中经常碰到需要对已接收信号进行处理的情况，而滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位。本课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现，综合运用数字信号处理的理论知识对加噪语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中，我们使用双线性变换法设计IIR数字滤波器，对模拟加噪语音信号进行低通滤波、高通滤波及带通滤波，并利用MATLAB作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。
1 绪论：
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的。数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。本课题采用IIR滤波器对加噪声音信号进行处理。
IIR滤波器采用递归型结构，即结构上带有反馈环路。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路。同时，IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器等，有现成的设计数据或图表可查，在设计一个IIR数字滤波器时，我们根据指标先写出模拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。
2.原始语音信号采集与处理
2.1语音信号的采集
由于MATLAB只识别格式为.wav的声音文件，我们利用PC机上的声卡和WINDOWS操作系统进行数字信号的采集。启动录音机进行录音，以文件名“Orisound”保存入原程序所属的文件夹中。可以看到,文件存储器的后缀默认为.wav ,这是WINDOWS操作系统规定的声音文件存的标准。
程序流程图：
开始 用wavread读取语音信号，并进行采样，建立数据文件，并用plot画出数据文件时域波形图和频谱图 利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其进行频谱分析。
运用数字信号处理理论设计IIR数字滤波器， 并对被噪声污染的语音信号进行滤波，分析滤波后信号的时域和频域。回放语音信号得出所设计滤波器在语音处理中的优劣并设计一个信号处理系统界面。 结束 2.2语音信号的时频分析
利用MATLAB中的“wavread”命令来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量。再对其进行采样，记住采样频率和采样点数。
对语音信号Orisound.wav进行采样其程序如下：
[y,fs,nbits]=wavread (‘OriSound’); %把语音信号加载入MATLAB仿真软件平台中
画出语音信号的时域波形，再对语音信号进行频谱分析。在本次设计中，我们利用fft函数对语音信号进行快速傅里叶变换，就可以得到信号的频谱特性。
程序如下：
[y,fs,nbits]=wavread(‘Orisound’); %语音信号的采集 sound(y,fs,nbits); %语音信号的播放 n=length(y) ;
Y=fft(y,n); %快速傅里叶变换 figure; subplot(2,1,1); plot(y);
title(‘原始信号波形’,’fontweight’,’bold’); axis([ 78000 80000 -1 1]); grid; subplot(2,1,2); plot(abs(Y));
title(‘原始信号频谱’,’fontweight’,’bold’); axis([ 0 150000 0 4000]); grid;
程序结果如下图：
2.3语音信号加噪与频谱分析
利用MATLAB中的随机函数Randn（m,n）产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其频谱分析。主要程序如下： [y,fs,nbits]=wavread('OriSound'); sound(y,fs,nbits); n = length (y) ; Noise=0.2*randn(n,2); s=y+Noise; sound(s); figure; subplot(2,1,1); plot(s);
title('加噪语音信号的时域波形','fontweight','bold'); axis([ 78000 80000 -1 1]); grid;
S=fft(s); subplot(2,1,2); plot(abs(S));
title('加噪语音信号的频域波形','fontweight','bold'); axis([ 0 150000 0 4000]); grid;
程序结果如下图：