华科电信数字信号处理实验报告

《数字信号处理》实验报告

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2016年11月 24 日

一．实验目的

1、掌握使用 FFT 进行信号谱分析的方法

2、设计数字滤波器对指定的语音信号进行滤波处理

二．实验内容

1、使用 Matlab 的 fft 函数对语音信号进行频谱分析,找出干扰信号的频谱;

2、设计数字滤波器滤除语音信号中的干扰分量,并进行播放对比。

三．实验环境

Window xp

Matlab 2008b

四．实验内容

1. 观察分析原始语音信号特征：

原始信号时域图：（横坐标为以1/fs为单位的时间，纵坐标为信号幅值）

原始信号频域图：（横坐标为频率，纵坐标为信号fft幅值）

分析：从频域图可以看出噪声在0Hz，1575Hz，3150Hz，4725Hz。用hn=[1,A,1]进行滤波，|H(ejw)|=|A+2cosw|，在噪声频率处令|H(ejw)|=0算出A，用hn和原始信号卷积即可滤除噪声。

2.时域和频域滤波效果

滤波后信号时域图：（横坐标为以1/fs为单位的时间，纵坐标为信号幅值）

滤波后信号频域图：（横坐标为频率，纵坐标为信号fft幅值）

五．实验结果分析

从滤波后信号时域图可以看出原来幅值反常噪声已经滤除，滤波后信号频域图原来幅值很大的8个冲激已经被滤除了。

六．MATLAB源代码

clear;

%读取声音信号

[xn,fs] = wavread('SunshineSquare.wav');

n = 0:length(xn)-1;

f = n*fs/length(xn);

XK = fft(xn);

figure(1);

subplot(2,2,1);plot(xn);title('原始信号时域图');ylabel('xn');

subplot(2,2,2);plot(f, abs(XK));title('原始信号频域图');xlabel('f/Hz');ylabel('XK');

%4次滤波

yn = band(xn, 0, fs);

yn = band(yn, 1575, fs);

yn = band(yn, 3150, fs);

yn = band(yn, 4725, fs);

yn(85440:85455) = xn(1:16);

yn(118500:length(yn))=xn(1:length(yn)-118500+1);

n1 = 0:length(yn)-1;

f1 = n1*fs/length(yn);

YK = fft(yn);

subplot(2,2,3);plot(yn);title('滤波后信号时域图');ylabel('yn');

subplot(2,2,4);plot(f1, abs(YK));title('滤波后信号频域图');xlabel('f/Hz');ylabel('YK');

wavwrite(yn,fs,'SunshineSquare_New.wav');

function [ y ] = band(xn, f, fs)

%设计滤波器

w = 2*pi*f/fs;

A = -2*cos(w);

hn = [1, A, 1];

y = conv(xn, hn);

end