弹拨音乐信号滤波去噪—三角形窗设计的FIR滤波器

合集下载

语音信号的数字滤波——FIR数字带通滤波器的(三角)窗函数法设计

语音信号的数字滤波——FIR数字带通滤波器的(三角)窗函数法设计

课程设计任务书设计题目语音信号的数字滤波——FIR数字带通滤波器的(三角)窗函数法设计一、课程设计的目的通过对常用数字滤波器的设计和实现,掌握数字信号处理的工作原理及设计方法;掌握利用数字滤波器对信号进行滤波的方法。

并能够对设计结果加以分析。

二、课程设计的步骤利用Windows系统采集:按“开始->程序->附件->娱乐->录音机”的顺序操作打开Windows系统中的录音机软件图1录音机采集语音信号信息:(将所录wma格式转换为wav格式)图上画出来图2原始信号频谱图图3 截短信号频谱图代码如下所示:[x,fs]=wavread('250.wav');x1=x(:,1);plot (x1, 'DisplayName', 'x1', 'YDataSource', 'x1'); figure(gcf)x2=x(9500:67201);plot (x2, 'DisplayName', 'x2', 'YDataSource', 'x2');figure(gcf)处理(1)产生一个长度与你所截取的语音信号等长的噪声信号,为“250.wav”,所用指令为wavewrite(),所加噪声如图6所示。

(2)叠加噪声可以用awgn()语句,在叠加噪声时,应选取适当的值,尽量能体现出能量主要集中的频段。

(3)将语音与噪声合成的信号“250.wav”送入所设计的基于凯泽窗的FIR数字滤波器中进行滤波。

(4)将滤波结果导出保存成文件“250.wav”.得出加噪后信号如下:图4 加噪后的语音信号代码如下所示:Y = AWGN(x2,8,'measured');一个理想的带通滤波器应该有一个完全平坦的通带,在通带内没有放大或者衰减,有源带通滤波器电路并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉,另外,通带外的转换在极小的频率范围完成。

音乐信号滤波去噪—用凯塞窗设计的FIR滤波器

音乐信号滤波去噪—用凯塞窗设计的FIR滤波器

音乐信号滤波去噪—用凯塞窗设计的FIR 滤波器学生姓名:指导老师:摘要本课程设计主要是通过使用凯塞窗设计一个FIR滤波器以对音乐信号进行滤波去噪处理。

本设计首先通过麦克风采集一段音乐信号,依据对该信号的频谱分析,给定相关指标。

以MATLAB软件为平台,采用凯塞窗设计满足指标的FIR滤波器,以该音乐信号进行滤波去噪处理。

通过对比滤波前后的波形图,深入了解滤波器的基本方法。

通过程序调试及完善,该设计基本满足设计要求。

关键词滤波去噪;FIR滤波器;凯塞窗函数;MATLAB1 引言数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统,它是通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。

随着现代通信的数字化,数字滤波器变得更加重要。

数字滤波器的种类很多,但总的来说可以分成两大类,一类是经典滤波器,另一类可称为现代滤波器。

从滤波特性方面考虑,数字滤波器可分成数字高通、数字低通、数字带通和数字带阻等滤波器。

从实现方法上考虑,将滤波器分成两种,一种称为无限脉冲响应滤波器,简称IIR(Infinite Impulse Response)滤波器,另一种称为FIR(Finite Impulse Response)滤波器[1]。

设计FIR数字滤波器的方法有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法等。

1.1 课程设计目的数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。

20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。

在过去的二十多年时间里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。

数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。

在本次课程设计中,最主要的设计是设计FIR滤波器,FIR滤波器的设计方法主要分为两类:第一类是基于逼近理想滤波器器特性的方法包括窗函数法、频率采样法、和等波纹最佳逼近法;第二类是最优设计法。

语音信号滤波去噪——使用汉宁窗设计的FIR滤波器要点

语音信号滤波去噪——使用汉宁窗设计的FIR滤波器要点

语音信号滤波去噪——使用汉宁窗设计的FIR滤波器学生姓名:指导老师:摘要本课程设计主要是对一段语音信号,加入噪声后,用汉宁窗设计出的FIR滤波器对加入噪声后的语音信号进行滤波去噪处理。

在此次课程设计中,系统操作平台为Windows XP,程序设计的操作软件为MATLAB 7.0。

此课程设计首先是用麦克风采集一段语音信号,加入噪声,然后采用汉宁窗函数法设计出FIR滤波器,再用设计出的滤波器对这段加噪后的语音信号进行滤波去噪,最后对前后时域和频域的波形图进行对比分析,从波形可以看出噪声被完全滤除,达到了语音不失真的效果,说明此次设计非常成功。

关键词程序设计;滤波去噪;FIR滤波器;汉宁窗;MATLAB 7.01 引言本课程设计主要是对一段语音信号,进行加噪后,用某种函数法设计出的FIR滤波器对加入噪声后的语音信号进行滤波去噪处理,并且分析对比前后时域和频域波形的程序设计。

1.1 课程设计目的在此次课程中主要的要求是用麦克风采集一段语音信号,绘制波形并观察其频谱,给定相应技术指标,用汉宁窗设计一个满足指标的FIR滤波器,对该语音信号进行滤波去噪处理,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。

与不同信源相同滤波方法的同学比较各种信源的特点,与相同信源不同滤波方法的同学比较各种滤波方法性能的优劣。

通过此次课程设计,我们能够学会如何综合运用这些知识,并把这些知识运用于实践当中,使所学知识在综合运用能力上以及分析问题、解决问题能力上得到进一步的发展,让自己对这些知识有更深的了解。

通过课程设计培养严谨的科学态度,认真的工作作风和团队协作精神。

1.2课程设计的要求(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)处理结果和分析结论应该一致,而且应符合理论。

(4)独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。

1.3 工作平台简介课程设计的主要设计平台式MATLAB 7.0。

吹管音乐滤波去噪—使用BARTHANNWIN窗方案设计书的FIR滤波器

吹管音乐滤波去噪—使用BARTHANNWIN窗方案设计书的FIR滤波器

XX大学《数字信号处理》课程设计报告王二校徽学院XXX 专业通信工程班级XXX 学号XX学生姓名王二指导教师XXX课程成绩完成日期2012年3月2日课程设计成绩评定学院XXX 专业通信工程班级XXX 学号XX学生姓名王二指导教师XXX完成日期XXXX 年X月X 日指导教师对学生在课程设计中的评价指导教师对课程设计的评定意见课程设计任务书XXX 系XXX 专业吹管音乐滤波去噪——使用BARTHANNWIN窗设计的FIR滤波器学生姓名:王二指导老师:XXX摘要本课程设计主要是利用Barthannwin窗设计满足指标的FIR滤波器对一段含噪吹管乐器音频进行滤波去噪处理。

以Matlab为设计平台,利用wavread函数对音频信号进行采样,获取参数,对音频信号进行读取和加噪,根据相应技术指标,设计Barthannwin FIR滤波器,对该音频信号进行滤波去噪处理,还原原始信号。

通过比较滤波前后的波形和频谱图并进行分析,回放滤波后音乐信号,滤波后音乐信号与原始音乐信号一样清晰。

本课程设计成功地对吹管音乐音频信号进行了滤波去噪,初步完成了设计指标。

关键词课程设计;滤波去噪;FIR滤波器;Barthannwin窗;MA TLAB目录1 引言 (2)1.1课程设计目的 (3)1.2 课程设计的要求 (3)1.3 设计平台 (4)2 设计原理 (4)2.1 FIR滤波器 (4)2.2窗口设计法 (6)2.3 BARTHANNWIN窗 (7)3 设计步骤 (8)3.1设计流程图 (8)3.2录制语音信号 (9)3.3 滤波器设计 (11)3.4 信号滤波处理 (12)3.5 结果分析 (13)4 出现的问题及解决方法 (14)5 结束语 (15)参考文献 (17)附录1:吹管音乐音频信号提取和加噪源程序清单 (18)附录2:使用BARTHANNWIN窗设计的FIR滤波器源程序清单 (20)附录3:信号滤波处理源程序清单 (22)附录4:freqz_m的定义源程序清单 (23)附录5:ideal_lp的定义源程序清单 (24)1 引言本课程设计是采用Barthannwin窗设计的FIR滤波器对含噪吹管音乐信号进行滤波去噪。

用窗口法设计FIR数字滤波器

用窗口法设计FIR数字滤波器

实验8用窗口法设计FIR 数字滤波器8.1实验目的了解一个实际滤波器设计过程,加深掌握用窗口法设计FIR 数字滤波器的原理和窗函数对数字滤波器性能的影响。

8.2基本原理设所希望得到的滤波器的理想频率响应为H d (e jw )。

那FI 滤波器的设计就在于寻找一个频率响应为()()∑=--=N n jwn jwH 0e n h e 去逼近H d (e jw )。

在这种逼近中最直接的一种方法是从单位冲激响应序列h(n)着手,使h(n)逼近理想的单位冲激响应h d (n)。

我们知道h d (n)可以从理想频率响应H d (e jw )通过傅里叶反变换得到,即: ()()∑∞∞=-=n jwn jwH e n h e dd ()⎰-=ππωπd H jwn jw de )(e 21n h d但是一般来说,这样得到的单位冲激响应h d (n)往往都是无限长序列,而且是非因果的。

我们以一个截止频率为ωC 的线性相位理想低通滤波器为例来说明。

设低边滤波器的时延为ɑ,即()πωωωωα≤≤≤⎩⎨⎧-cc jw jw H 0e ed (8-2) 则 ()()[]()απαωωπωωα--==⎰--n n d c jwn jw sin e e 21n h c c d 这是一个以ɑ为中心的偶对称的无限长非因果序列。

这样一个无限长的序列怎样用一个有限长主序列去近似呢?最简单的办法就是直接截取它的一段来代替它。

例如n=0到n=N —1的一段截取来作为h(n),但是为了保证所得到的是线性相位滤波器,必须满足h(n)的对称性,所以时延ɑ应该取h(n)长度的一半,即ɑ=(N —1)/2。

()()n100h n h d 其他-≤≤⎩⎨⎧N n n (8-3) 这种直接截取的办法可以形象地想象为,h(n)好比是通过一个窗口所看到的一段h d (n)。

h(n)为h d (n)和一个"窗口函数"的乘积。

在这里,窗口函数就是矩形序列R N (n),即h(n)=h d (n)·R N (n) (8-4)但是一般来说,窗口函数并不一定是矩形序列,可以在矩形以内对h d (n)作一定的加权处理,因此,一般可以表示为h(n)=h d (n)·ω(n) (8-5)这里ω(n)就是窗口函数。

音乐信号滤波去噪 ——使用CHEB窗设计的线性相位型的FIR滤波器

音乐信号滤波去噪  ——使用CHEB窗设计的线性相位型的FIR滤波器

音乐信号滤波去噪——使用CHEB窗设计的线性相位型的FIR滤波器学生姓名:胡国庆指导老师:高明摘要本课程设计主要使用CHEB窗设计的FIR滤波器对音乐信号进行滤波去噪。

课程设计的的平台为MATLAB。

采集一段音乐信号,绘制波形并观察其频谱,给定相应技术指标,用窗函数法设计一个满足指标的FIR滤波器,对该音乐信号进行滤波去噪处理。

根据滤波后的时域图和原始音乐信号时域图的比较,以及滤波后信号的频谱图和原始音乐信号频谱图的比较,最后回放滤波后音乐信号,滤波后的音乐信号与原始音乐信号一样清晰,成功地实现了滤波,达到了设计的要求。

关键词FIR滤波器;音乐信号;滤波去噪;CHEB窗设计;MATLAB1 引言本课程设计是采用CHEB窗设计的FIR滤波器对语音信号进行滤波去噪。

通过课程设计了解FIR滤波器设计的原理和步骤,掌握用Matlab语言设计滤波器的方法,。

通过观察音乐信号滤波前后的时域波形的比较,加深对滤波器作用的理解。

通过对比滤波前后波形图的比较和放滤波前后音乐信号的对比,可以看出滤波器对有用信号无失真放大具有重大意义。

1.1 课程设计目的熟悉Matlab语言环境,掌握Matlab语言的编程规则,利用CHEB窗函数设计法来设计符合要求的FIR滤波器来实现音乐信号的滤波去噪。

并绘制滤波前后的时域波形和频谱图。

根据图形分析判断滤波器设计的正确性。

通过本次课程设计熟悉利用CHEB窗函数法设计FIR滤波器的过程。

增强自己独立解决问题的能力,提高自己的动手能力。

加深对理论知识联系实际问题的理解。

为以后的工作奠定坚实的基础。

1.2 课程设计要求下载一段音乐信号,绘制观察波形及频谱图。

根据CHEB的性能指标合理设计FIR滤波器,对音乐信号加入干扰,再用滤波器对干扰音乐信号进行滤波去噪,比较滤波前后的频谱图并进行分析。

再回放音乐信号对比原音乐信号。

看滤波器是否对音乐信号进行了滤波去噪。

1.3课程设计平台MATLAB在信号与系统中的应用主要包括符号运算和数值计算仿真分析。

弹拨音乐信号滤波去噪—三角形窗设计的FIR滤波器2

弹拨音乐信号滤波去噪—三角形窗设计的FIR滤波器2

学生姓名:夏霞指导老师:高明摘要本课程设计主要内容是建立TI C6713 DSP开发环境,通过使用三角形窗设计一个FIR滤波器以对弹拨音乐信号进行滤波去噪处理。

本设计首先通过麦克风采集一段弹拨音乐信号,依据对该信号的频谱分析,给定相关指标。

以MATLAB7.0和TI C6713为平台,以M语言编程和C语言编程为开发工具,采用三角形窗设计满足指标的FIR 滤波器,以该音乐信号进行滤波去噪处理。

通过对比滤波前后的波形图,可以看出滤波后的弹拨音乐信号与原信号基本一致,即该设计基本满足设计要求。

关键词课程设计;滤波去噪;FIR滤波器;三角窗函数;MATLAB;TI C6713 DSP1 引言本课程设计主要是在TI C6713 DSP上含噪情况下对弹拨音乐的滤波去噪处理,处理时采用的是利用三角形窗设计的FIR滤波器。

数字信号处理器(DSP)作为一种可编程专用芯片,是数字信号处理理论实用化过程的重要技术工具,在语音处理、图像处理等技术领域得到了广泛的应用。

由Ti公司提供专业的开发工具CCS,自带DSP/BIOS 操作系统,能够直接编写适合DSP开发工程及文件,满足DSP程序设计要求。

1.1 课程设计目的数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。

在过去的二十多年里,数字信号处理得到了广泛的应用。

在本次的课程设计学习中,我的题目是基于TI C6713 DSP的弹拨音乐滤波去噪——三角形窗设计FIR滤波器。

我要经过这次课程设计,全面了解CCS的使用方法,以及独自动手完成汉宁窗设计FIR滤波器。

培养专业知识的兴趣与爱好以及动手能力。

1.2课程设计的要求(1)算法结果和分析结论应该一致,而且应符合理论。

(2)处理结果和分析结论应该一致,而且应符合理论。

(3)独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。

1.3设计平台CCS是TI公司推出的用于开发DSP芯片的集成开发环境,它采用Windows风格界面,集编辑、编译、链接、软件仿真、硬件调试以及实时跟踪等功能于一体,极大地方便了DSP芯片的开发与设计,是目前使用最为广泛的DSP开发软件之一。

音乐滤波去噪——使用flattopwin窗设计的FIR滤波器

音乐滤波去噪——使用flattopwin窗设计的FIR滤波器

音乐信号滤波去噪——使用FLATTOPWIN窗设计的FIR滤波器学生姓名:指导老师:黄红兵摘要本次课程设计是使用Flattopwin窗设计FIR滤波器对音乐信号进行滤波去噪。

通过MATLAB软件,运用窗函数法来设计滤波器。

从网上下载一段满足要求的音乐,为它加入噪声信号,观察加噪前后的频谱,采用窗函数设计法,给定相应的技术指标,设计一个满足要求的滤波器,对音乐信号进行滤波去噪处理。

比较原始音乐信号与滤波后的时域波形图,频谱图,回放滤波后的音乐信号,可听见滤波后的音乐信号与原始音乐信号无大致差别,成功的实现了滤波达到了设计要求。

关键词MATLAB;滤波去噪;FIR滤波器;Flattopwin窗;1 引言本次课程设计是通过窗函数法设计一个Flattopin的FIR滤波器对有噪声的音乐信号进行滤波去噪。

在课程设计中,了解FIR滤波器的性能与原理,也了解他的设计方法和步骤。

掌握了用MATLAB语言设计滤波器,通过观察音乐信号滤波前后的时域信号以及频谱更加具体的了解了滤波器的作用。

1.1 课程设计目的通过利用MATLAB 软件来利用Flattopin设计FIR滤波器对音乐信号滤波去噪。

使得我们更加熟悉MATLAB的语言环境,更加熟悉MATLAB语言的编程规则。

并且在课程设计中通过观察滤波器的幅度,相位图对Flattowin有了更加深刻地了解。

也在窗函数的设计过程中,对滤波器的性能,功能以及设计方法有着更具体的了解和体验。

通过本次课程设计,增强了我们独立解决问题的能力,提高了自己的动手能力。

1.2 课程设计要求从网上下载一段.wav格式的音乐,绘制观察时域波形及频谱图。

对音乐信号加入噪声干扰,根据Flattopwin的性能指标合理设计FIR滤波器,再用滤波器对加入干扰的音乐信号进行滤波去噪,比较滤波前后的频谱图并进行分析。

再回放语音信号对比原语音信号,查看滤波器是否对语音信号进行了滤波去噪。

1.3课程设计平台本次课程设计通过MATLAB实现,MATLA是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

弹拨音乐滤波去噪——使用三角窗设计的FIR滤波器学生姓名:夏霞指导老师:胡双红摘要本课程设计主要是通过使用三角形窗设计一个FIR滤波器以对弹拨音乐信号进行滤波去噪处理。

本设计首先通过麦克风采集一段弹拨音乐信号,依据对该信号的频谱分析,给定相关指标。

以MATLAB软件为平台,采用三角形窗设计满足指标的FIR滤波器,以该音乐信号进行滤波去噪处理。

通过对比滤波前后的波形图,深入了解滤波器的基本方法。

通过程序调试及完善,该设计基本满足设计要求。

关键词滤波去噪;FIR滤波器;三角形窗函数;MATLAB1 引言数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统,它是通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。

随着现代通信的数字化,数字滤波器变得更加重要。

数字滤波器的种类很多,但总的来说可以分成两大类,一类是经典滤波器,另一类可称为现代滤波器。

从滤波特性方面考虑,数字滤波器可分成数字高通、数字低通、数字带通和数字带阻等滤波器。

从实现方法上考虑,将滤波器分成两种,一种称为无限脉冲响应滤波器,简称IIR(Infinite Impulse Response)滤波器,另一种称为FIR(Finite Impulse Response)滤波器[1]。

设计FIR数字滤波器的方法有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法等。

1.1 课程设计目的数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。

20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。

在过去的二十多年时间里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。

数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。

在本次课程设计中,最主要的设计是设计FIR滤波器,FIR滤波器的设计方法主要分为两类:第一类是基于逼近理想滤波器器特性的方法包括窗函数法、频率采样法、和等波纹最佳逼近法;第二类是最优设计法。

本次的课程设计主要采用的是第一类设计方法,是利用三角形窗函数法设计FIR滤波器对一段语音进行滤波去噪,通过这一过程,对滤波前后波形进行对比分析得到结论。

此课程设计比较简单,主要是将书本中的知识运用到现实中,并且根据自己对设计题目的理解,运用软件编写出程序实现这一设计,也是我们对数字信号处理的原理进行验证的一个过程。

对此,也可以加深我们对所学知识的理解,培养我们的动手能力。

1.2课程设计的要求(1)通过利用各种不同的开发工具实现模拟信号数字化、信道编解码、基带数字信号编解码、数字信号的调制解调和语音信号的滤波去噪等课题,掌握数字信号的分析方法和处理方法。

(2)按要求编写课程设计报告书,能正确阐述设计和实验结果等等。

(3)通过课程设计培养学生严谨的科学态度,认真的工作作风和团队协作精神。

(4)在老师的指导下,要求每个学生独立完成课程设计的全部内容。

1.3设计平台课程设计的主要设计平台式MATLAB 7.0。

如下图1.1所示:MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

图1.1 MATLAB 7.0的设计平台M ATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MathWork 也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。

在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++ ,JA V A的支持。

可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用[2]。

2 设计原理2.1 FIR滤波器FIR(Finite Impulse Response)滤波器:有限长单位冲激响应滤波器,是数字信号处理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、图像处理、模式识别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值处不为零;(2) 系统函数H(z)在|z|>0处收敛,极点全部在z=0处(因果系统);(3) 结构上主要是非递归结构,没有输出到输入的反馈,但有些结构中(例如频率抽样结构)也包含有反馈的递归部分。

FIR滤波器的系统函数用下式表示:。

H(n)就是FIR滤波器的单位脉冲响应。

FIR滤波器最重要的优点就是由于不存在系统极点,FIR滤波器是绝对稳定的系统。

相较于IIR滤波器,FIR滤波器有以下的优点:(1)可以很容易地设计线性相位的滤波器。

线性相位滤波器延时输入信号,却并不扭曲其相位。

(2)实现简单。

在大多数DSP处理器,只需要对一个指令积习循环就可以完成FIR计算。

(3)适合于多采样率转换,它包括抽取(降低采样率),插值(增加采样率)操作。

无论是抽取或者插值,运用FIR滤波器可以省去一些计算,提高计算效率。

相反,如果使用IIR滤波器,每个输出都要逐一计算,不能省略,即使输出要丢弃。

(4)具有理想的数字特性。

在实际中,所有的DSP滤波器必须用有限精度(有限bit数目)实现,而在IIR滤波器中使用有限精度会产生很大的问题,由于采用的是反馈电路,因此IIR通常用非常少的bit实现,设计者就能解决更少的与非理想算术有关的问题。

(5)可以用小数实现。

不像IIR滤波器,FIR滤波器通常可能用小于1的系数来实现。

(如果需要,FIR滤波器的总的增益可以在输出调整)。

当使用定点DSP的时候,这也是一个考虑因素,它能使得实现更加地简单。

FIR滤波器的缺点在于它的性能不如同样阶数的IIR滤波器,不过由于数字计算硬件的飞速发展,这一点已经不成为问题。

再加上引入计算机辅助设计,FIR滤波器的设计也得到极大的简化。

基于上述原因,FIR滤波器比IIR滤波器的应用更广。

2.2窗口设计法窗函数设计法的基本思想是用FIRDF逼近洗完的滤波特性。

设希望逼近的滤波器的频率响应函数为,其单位脉冲响应为表示。

为了设计简单方便,通常选择为具有片段常数特性的理想滤波器。

因此是无限长非因果序列,不能直接作为FIRDF 的单位脉冲响应。

窗函数设计法就是截取为有限长的一段因果序列,并用合适的窗函数进行加权作为FIRDF的单位脉冲响应h(n)。

用窗函数法设计FIRDF的具体设计步骤如下:(1)构造希望逼近的频率响应函数。

(2)求出。

(3)加窗得到FIRDF的单位脉冲响应h(n)。

h(n)=w(n)。

式中,w(n)称为窗函数,其长度为N。

如果要求设计第一类线性相位FIRDF,则要求h(n)关于(N-1)/2点偶对称。

而关于n=t点偶对称,所以要求t=(N-1)/2。

同时要求w(n)关于(N-1)/2点偶对称。

用窗函数法设计第一类线性相位FIRDF的步骤:(1)选择窗函数类型和长度,写出才窗函数的表达式。

根据阻带最小衰减选择窗函数的的类型,再根据过渡带宽度确定所选窗函数的长度N。

用窗函数法设计的FIRDF通带波纹幅度近似等于阻带波纹幅度。

一般阻带最小衰减达到40dB以上,则通带最大衰减就小于0.1dB。

所以用窗函数法设计FIRDF时,通常只考虑阻带最小衰减就可以了。

(2)构造希望逼近的频率响应函数。

根据设计需要,一般选择线性相位理想滤波器(理想低通、理想高通、理想带通、理近似为最终设计的FIRDF的过渡带中心频率,幅度函想带阻)。

理想滤波器的截止频率c数衰减一半(约-6dB)。

所以一般取,和分别为通带边界频率和阻带边界频率。

(3)计算。

(4)加窗得到设计结果:h(n)=w(n)。

3设计步骤3.1 设计流程3.2 采集音乐信号在网络中找到自己想要的歌曲文件,并下载下来,即可对音乐文件进行文件格式转换及声音属性的变化。

在转换过程中,将音乐格式设置为wav格式,属性设置为8kHz,8位,单声道,7KB/秒,然后点击确定。

然后再点击文件/另存为,即可将该语音文件存在电脑f盘。

然后在Matlab软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。

通过wavread函数的使用,让我们很快理解了采样频率、采样位数等概念。

采集完成后在信号中加入一个单频噪声。

对应程序如下:[x,fs,bits]=wavread('f:\xx.wav'); % 输入参数为文件的全路径和文件名,输出的第一个参数是每个样本的值,fs是生成该波形文件时的采样率,bits是波形文件每样本的编码位数。

sound(x,fs,bits); % 按指定的采样率和每样本编码位数回放所录语音文件N=length(x); % 计算信号x的长度fn=2100; % 单频噪声频率,此参数可自己设计t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 计算时间范围,样本数除以采样频率x=x’; %将其转置y=x+0.1*sin(fn*2*pi*t); %在原信号上添加噪声sound(y,fs,bits); % 应该可以明显听出有尖锐的单频啸叫声subplot(2,2,1);plot(t,x);grid on;xlabel('时间');ylabel('原始信号');subplot(2,2,2);plot(f,X);grid on;xlabel('频率');ylabel('原始信号的频谱');subplot(2,2,3);plot(t,y);grid on;xlabel('时间');ylabel('加入的噪声信号');subplot(2,2,4);plot(f,Y);grid on;xlabel('频率');ylabel('加入的噪声信号频谱');通过该程序得到的图如下图3.2.1所示。

相关文档
最新文档