基于MATLAB的语音信号去噪处理(修改版) 下载本文

图4-5 IIR滤波前和滤波后波形及频谱

IIR高通滤波器对加噪语音信号进行内部处理。程序见附录8 得到下面的图形:

图4-6

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4.2 结合去噪后的频谱图对比两种方式滤波的优缺点

IIR数字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。由于运算中的舍入处理,使误差不断累积,有时会产生微弱的寄生振荡。

(1)IIR数字滤波器的相位特性不好控制,对相位要求较高时,需加相位校准网络。FIR滤波器则要求较低。

(2)IIR滤波器运算误差大,有可能出现极限环振荡,FIR相比之下运算误差较小,不会出现极限环振荡。

(3)IIR幅频特性精度很高,不是线性相位的,可以应用于对相位信息不敏感的音频信号上;

(4)与FIR滤波器的设计不同,IIR滤波器设计时的阶数不是由设计者指定,而是根据设计者输入的各个滤波器参数(截止频率、通带滤纹、阻带衰减等),由软件设计出满足这些参数的最低滤波器阶数。在MATLAB下设计不同类型IIR滤波器均有与之对应的函数用于阶数的选择。

(5)IIR单位响应为无限脉冲序列FIR单位响应为有限的

(6)FIR幅频特性精度较之于iir低,但是线性相位,就是不同频率分量的信号经过FIR滤波器后他们的时间差不变。这是很好的性质。

(7)IIR滤波器有噪声反馈,而且噪声较大,FIR滤波器噪声较小。

FIR幅频特性精度较之于iir低,但是线性相位,就是不同频率分量的信号经过FIR滤波器后他们的时间差不变。这是很好的性质。

4.3本章小结

本章详细介绍了怎样通过自己设计的滤波器进行滤波。

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总结

语音信号处理是语音学与数字信号处理技术相结合的交叉学科,课题在这里不讨论语音学,而是将语音当做一种特殊的信号,即一种“复杂向量”来看待。也就是说,课题更多的还是体现了数字信号处理技术。

从课题的中心来看,课题“在MATLAB平台上实现对语音信号的去噪研究和仿真”是希望将数字信号处理技术应用于某一实际领域,这里就是指对语音及加噪处理。作为存储于计算机中的语音信号,其本身就是离散化了的向量,我们只需将这些离散的量提取出来,就可以对其进行处理了。这一过程的实现,用到了处理数字信号的强有力工具MATLAB。通过MATLAB里几个命令函数的调用,很轻易的在实际语音与数字信号的理论之间搭了一座桥。

课题的特色在于它将语音信号看作一个向量,于是就把语音数字化了。那么,就可以完全利用数字信号处理的知识来解决语音及加噪处理问题。我们可以像给一般信号做频谱分析一样,来对语音信号做频谱分析,也可以较容易的用数字滤波器来对语音进行滤波处理。通过比较加噪前后,语音的频谱和语音回放,能明显的感觉到加入噪声后回放的声音与原始的语音信号有很大的不同,前者随较尖锐的干扰啸叫声。从含噪语音信号的频谱图中可以看出含噪声的语音信号频谱,在整个频域范围内分是布均匀。其实,这正是干扰所造成的。通过滤波前后的对比,低通滤波后效果最好,高通滤波后的效果最差。由此可见,语音信号主要分布在低频段,而噪声主要分布在高频段。

这次毕业设计还使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。

总的来说,这次课程设计还是比较成功的,在设计中遇到了很多问题,在老师和同学的细心帮助下,终于一一解决了,有点小小的成就感,终于觉得平时所学的知识有了实用的价值,达到了理论与实际相结合的目的,不仅学到了不少知识,而且锻炼了自己的能力,使自己对以后的路有了更加清楚的认识,同时,对未来有了更多的信心。

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致谢

在论文完成之际,我首先向关心帮助和指导我的指导老师张老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意!

在学校的学习生活即将结束,回顾四年来的学习经历,面对现在的收获,我感到无限欣慰。为此,我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢!在论文工作中,遇到了许许多多这样那样的问题,有的是专业上的问题,有的是论文格式上的问题,一直得到 张老师的亲切关怀和悉心指导,使我的论文可以又快又好的完成,张老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象,我将终生难忘我的张老师对我的亲切关怀和悉心指导,再一次向他表示衷心的感谢,感谢他为学生营造的浓郁学术氛围,以及学习、生活上的无私帮助! 值此论文完成之际,谨向张老师致以最崇高的谢意!

最后,衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!

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参考文献

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