宿州学院毕业设计 去噪和仿真的研究
3.5 结合去噪后的频谱图对比两种方式滤波的优缺点
IIR数字滤波器构上带有反馈环路，是由于其所采用的是递归型结构。延时、乘以系数和相加等基本运算单元是其运算的基本结构，通过这些结构的相互组合，可以实现直接型、正准型、级联型、并联型等四种结构形式，结构简单、明了，且都具有反馈回路。但是运算中存在不可避免的舍入处理，随着误差不断累积，因而有时会产生微弱的寄生振荡，影响滤波效果。
(1)由于IIR数字滤波器的相位特性不好控制，所以当对相位要求较高时,需加相位校准网络。而FIR滤波器则要求较低。
(2)IIR滤波器运算误差大，可能会出现极限环振荡，而FIR相比之下，则运算误差较小，不会出现极限环振荡。
(3)由于IIR幅频特性精度很高，不是线性相位的，因而可以应用于对相位信息不敏感等音频信号上。
(4)与FIR滤波器的设计方法不同，IIR滤波器设计时的阶数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，不是由设计者指定。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，而FIR单位响应为有限的。
(6)FIR幅频特性精度较之于IIR低，但却是线性相位，也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)FIR滤波器噪声较小，IIR滤波器有噪声反馈，而且噪声较大。
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宿州学院毕业设计 结论
结论
本文对语音信号处理系统的设计作了较为详细的介绍。为实现语音信号的基本处理的功能，作者采用一系列语音分析和处理技术，经过测试、运行，程序比较圆满的完成了对语音信号的读取与打开，较好的完成了对语音信号的频谱分析。通过fft变换,得出了语音信号的频谱图。对于滤波这一环节，论文主要是从数字滤波器入手，根据模拟巴特沃斯低通滤波器技术指标Ωp,Ωs,αs,αp,编写代码，设计相应的低通IIR滤波器和FIR滤波器。通过比较加噪前后语音的频谱，我们能看到，高于5000Hz的频率噪音已被滤除；通过声音的回放，也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,前者有较尖锐的干扰噪声，而后者噪音有所降低。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，FIR滤波后效果最好，IIR滤波后的效果最差。综合而言，基本实现了滤波功能，完成了各种滤波器的滤波效果比较，达到设计初衷。
本设计所使用的函数如wavread，fft，sound等基本都是Matlab中自带的库函数，因而具有操作界面简练，处理速度较快，占用内存空间比较小等特点。在进行语音信号处理的操作界面中，由于使用的是Matlab，因而菜单按键简单、明了，每个功能只对应一个按键，省去了大型软件的操作复杂步骤。另外，本文中所有的程序基本都是固定结构，对于其他的一些不同的音频信号，只需改变其中的相应参数即可再次调用，因而调用快捷、方便。
同时，本设计还存在一些可以改进的内容，由于程序功能比较单一，仅能进行一般应用条件下的语音信号处理，因而不能进行复杂的语音信号处理；并且由于所设计的系统定位于一般条件下的语音信号处理，因而计算精度比较低，不能进行精度较高的语音信号处理。另外，由于程序编写简单，操作界面较小，对较大物理内存的语音信号文件也不能进行处理。
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宿州学院毕业设计 参考文献
参考文献
[1] 张虎堂.数字信号处理器(DSP)的发展趋势与应用研究[J].硅谷.2010(23);5-8 [2] 余道衡.数字信号处理的发展与应用[J].世界科技研究与发展.1999(03);25-28
[3] 苏玉萍,郑琼琼,余冬菊.基于MATLAB的FIR滤波器设计[J].中国科技信息.2008(08):14-15 [4] 沈捷,王莉.基于MATLAB的图形交互式数字信号处理教学实验系统[J].电脑开发与应用.2007(09):68 -69.
[5] 陈巍,相广进.基于MATLAB的数字信号处理教学实验的开发[J].中国科教创新导刊.2008(22):30-32 [6] 付青青,吴爱平.基于Matlab的语音信号自相关基音检测[J].长江大学学报(自科版).2006(10):58-59 [7] 张文,蒋猛,陈智.基于MATLAB的语音信号滤波设计与实现[J].山西电子技术.2008(02);33-36 [8] 徐靖涛,王金根.基于MATLAB的语音信号分析和处理[J].重庆科技学院学报(自然科学版).2008(01): 13-14
[9] 王静.基于MATLAB的语音信号LPC技术分析研究[J].微计算机信息.2007(09):36-40 [10] 张勇,柳玉海.MATLAB在数字语音分析中的应用[J].计算机时代.2010(02):81-83 [11] 成利香,张桂新.基于MATLAB的语音信号加噪处理[J].软件导刊.2006(23):34-35 [12] 张恒.基于Matlab的小波消噪技术仿真与实现[J].中国西部科技.2010(29):103-107 [13] 高西全,丁玉美.数字信号处理(M).西安电子科技大学出版社.2003.2 [14] 郑君里.信号与系统.高等教育出版社(M).2006.4
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宿州学院毕业设计 致谢
致 谢
在本次论文设计过程中，邵毅老师和中国电子科技集团公司第四十七研究所的蒋明曦老师对该论文从选题、构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师们严谨的治学态度，丰富渊博的知识，敏锐的学术思维，精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范，这都是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。
同时，也感谢我的辅导员郑伟老师，谢谢他在这四年中为我们全班所做的一切，他不求回报，无私奉献的精神很让我感动，也是我做人的榜样，向他表示由衷的谢意。在这四年的学期中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。在此，也对他们表示衷心感谢。
本文参考了大量的文献资料，在此，也向各学术界的前辈们与老师们致敬！
最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。
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