数字信号课程设计报告

具体代码实现：

[x,fs,bits]=wavread('E:\\hbsong.wav'); N=size(x,1);

t=(0:length(x)-1)/fs; f=fs*(0:(N+1)/2-1)/N+1; X=fft(x,N+1);

%加高斯白噪声

z=awgn(x,20); %对信号加信噪比为10的高斯白噪声 N1=size(z,1); %提取采样信号的长度 t=(0:length(z)-1)/fs; %计算样本时刻 f=fs*(0:(N1+1)/2-1)/N1+1; Z=fft(z,N1+1); Wp=2500/fs*2*pi;

Ws=3000/fs*2*pi; %计算对应的数字频率 B=Ws-Wp; n=ceil(1*pi/B); wc=(Wp+Ws)/2;

b=fir1(n-1,wc/pi,'stop',blackman(n));%blackman窗函数滤波 [H,w]=freqz(b,1);

y=fftfilt(b,z); t1=(0:length(y)-1)/fs; Y=fft(y,N1+1);

subplot(2,2,1);

plot(t,z);title('加高斯白噪声后时域图'); subplot(2,2,2);

plot(f,abs(Z(1:(N1+1)/2)));title('滤波前信号频谱图') figure

plot(fs*w/(2*pi),20*log10);title('blackman函数频域响应图'); title('频率响应')

xlabel('频率（Hz）'); ylabel('幅度');

subplot(2,2,3); plot(t1,y)

title('滤波后信号时域图'); xlabel('时间(s)'); ylabel('幅度'); subplot(2,2,4);

plot(f,abs(Y(1:(N1+1)/2))); title('滤波后信号频谱图') xlabel('频率（Hz）'); ylabel('幅度'); sound(y,fs)

二、语音信号的延时和混响

1.设计要求：

（1）利用Windows下的录音机或其他软件，录制一段自己的语音信号，时间控制在1s左右，并对录制的信号进行采样；

（2）语音信号的频谱分析，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图； 将信号加入延时和混响，再分析其频谱，并与原始信号频谱进行比较；

（3）设计几种特殊类型的滤波器：单回声滤波器，多重回声滤波器，全通结构的混响器，并画出滤波器的频域响应；

（4）用自己设计的滤波器对采集的语音信号进行滤波；

（5）分析得到信号的频谱，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化； （6）回放语音信号。

2. 设计步骤：

（1）录入原始声音信号；

（2）计算样本时刻和频谱图的频率，并进行N+1点FFT变换； （3）加入单回声；

（4）设计单回声滤波器幅频响应函数； （5）绘出相应时域与频域图；

（6）利用sound函数进行原始信号的语音播放，加单回声后语言播放，以及滤除之后的语言播放；

3.设计实现：

（1）时域图和频域图（加单回声）

原始信号时域图：

滤波后的时域图：

原始信号频域图：

滤波后频域图：

单回声滤波器幅频响应：

（2）具体代码实现（单回声）：

[x,fs,bits]=wavread('E:\\mcpass.wav');%原声音信号 n=size(x,1);

t=(0:length(x)-1)/fs; f=fs*(0:(n+1)/2-1)/n+1; X=fft(x,n+1);

a=0.6;%单回声滤波 R=fs*a;

B=[1,zeros(1,R-2),a]; A=[1,zeros(1,R-1)];

y = filter(B,A,x); Y=fft(y,n+1);

[H,W]=freqz(B,A); %求单回声滤波器幅频响应函数 %绘图部分 figure(2);

plot(fs*W/(2*pi),20*log10(abs(H)));title('频率响应'); xlabel('频率(Hz)'); ylabel('幅度'); figure(1);

subplot(4,1,1);

plot(t,x);title('原信号时域'); xlabel('时间(s)'); ylabel('幅度'); subplot(4,1,2);

plot(f,abs(X(1:(n+1)/2)));title('原信号频域'); xlabel('频率(Hz)'); ylabel('幅度'); figure(1);

subplot(4,1,3);

plot(t,y);title('滤波后时域图'); xlabel('时间(s)'); ylabel('幅度'); figure(1);

subplot(4,1,4);

plot(f,abs(Y(1:(n+1)/2)));title('滤波后频域图'); xlabel('频率(Hz)'); ylabel('幅度'); sound(x,fs,bits); sound(y,fs,bits);

（3）时域图与频域图（多重回声）

原始信号时域图与多重信号时域图：

原始信号时域图与多重信号频域图：