利用TUKEYWIN窗设计合理 的FIR滤波器。
比较滤波前后的时域波形和频谱 图,并回放语音信号,验证是否 达到去噪效果。 将干扰后的语音信号通过自己设计的滤波器,进行滤波去噪。 NO 是否达到去噪 效果?
YES 结束
图3设计流程图 3.2 录制音乐信号
从电脑上录制一段语音信号,并命名为“speech_dft.wav”。在Matlab平台下调用wavread函数可采集到语音信号。
运行程序后得到的波形图如图4所示:
图4 原始音乐信号时域波形图
画出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,并将原始音乐信号的波形图与加干扰后的波形图进行比较
第 6 页
运行程序后我们所得的波形图如图5所示:
图5 干扰前后信号时域图与频谱图的比较
3.3 滤波器设计
滤波器的设计就是要找到一组能满足特定滤波要求的系数向量a和b,其中b为系统函数的分子系数,a为系统函数分母系数。在本次的课程设计中我所采用的就是利用
TUKEYWIN窗函数来设计FIR滤波器如图6所示。
第 7 页
图6设计的滤波器图形
3.4 信号滤波处理
滤波器设计完成后,在MATLAB平台上用函数filter实现滤波, 得到的滤波前后音乐信号的时域波形图和频谱图对比图如图7所示:
第 8 页
图7 滤波前后语音信号的时域波形图和频谱图对比图
3.5 结果分析
在MATLAB中,经过sound(x,fs,bits)函数,对经过TUKEYWIN窗设计的FIR滤波器之后的音乐信号进行回放,可以听出滤波之后的信号跟原始信号一样清晰,完全滤除掉了噪声的干扰,通过下面语句来进行语音信号回放比较: >> sound (y_fil,fs,bits); 播放滤波后的音乐信号 >> sound(x,fs,bits);
所得结果证明了用TUKEYWIN窗设计的FIR滤波器和音乐信号去噪设计是成功的。
4出现的问题及解决方法
在本次课程设计中我遇到的问题如下: 1、不知道如何将音乐信号截断成自己所需的长度。
第 9 页
2、对利用TUKEYWIN窗函数设计FIR滤波器的设计步骤很生疏。
3、在采用TUKEYWIN窗函数设计的FIR滤波器时得不到理想的滤波器,因而信号的恢复不是特别理想。
针对以上问题,相应的解决方案如下: 1、向同学学习如何截取音乐。
2、自己上网查阅资料,或向图书馆借阅资料,掌握利用TUKEYWIN窗函数设计FIR滤波器的方法和步骤。
3、通过不断设置参数的值,最终达到最理想的值,设计出理想的滤波器,使信号得到
理想恢复。
5 结束语
本次的课程设计,我的任务是利用TUKEYWIN窗函数设计FIR滤波器对音乐信号滤波去噪。在本次课程设计之前,我对TUKEYWIN窗函数完全没有了解,因此在看到这个题目时,我是一头雾水。但是通过自己翻阅资料和询问同学,我掌握了用TUKEYWIN窗函数设计FIR滤波器的方法步骤,了解了窗函数的基本设计流程。经过这两周的课程设计,我学会了很多东西。
我们通信工程专业是个实践性很强的专业,而我们在校大部分的学习时间都是花在理论学习上面,实践的机会很少。因而我对很多所学的理论知识如何跟实践联系的概念很模糊,这次的课程设计给了我这个机会,加深了我对理论联系实际的理解,增强了自己独立分析问题和解决问题的能力,开阔了自己的思维。
还有让我看到了自己的不足,自己对本专业的相关知识掌握的还很少,还有很多知识都没掌握,还让我认识到解决问题的方法、途径很多,做事要开阔自己的思维,看待问题要从多个角度看。
在此我要感谢学校为我们提供这次课程设计的机会,感谢老师对我的悉心指导,也感谢同学对我的帮助。这次的课程设计让我理论联系实际,不仅巩固了我们的理论知识,还提高了我的动手能力,在这次课程设计中我所学到的知识是我的财富,让我终身受益。
参考文献
第 10 页