数字信号处理实验二

1 实验二 信号的分析与处理综合实验 一、实验目的 目的：综合运用数字信号处理的理论知识进行信号的采样，重构，频谱分析和滤波器的设计，通过理论推导得出相应结论，再利用Matlab作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。 二、基本要求 1．掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法； 2．学会 MATLAB 的使用，掌握MATLAB 的程序设计方法； 3．掌握用MATLAB 设计简单实验验证采样定理的方法； 4．掌握在 Window s 环境下语音信号采集的方法； 5．学会用MATLAB 对信号进行频谱分析； 6．掌握MATLAB 设计FIR 和IIR 数字滤波器的方法； 三、实验内容 1． 利用简单正弦信号设计实验验证采样定理： （1） Matlab 产生离散信号的方法，作图的方法，以及基本运算操作 （2） 对连续正弦信号以不同的采样频率作采样 （3） 对采样前后信号进行傅立叶变换，并画频谱图 （4） 分析采样前后频谱的有变化，验证采样定理。 掌握画频谱图的方法，深刻理解采样频率，信号频率，采样点数，频率分辨率等概念 2． 真实语音信号的采样重构：录制一段自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样前后语音信号的时域波形和频谱图；对降采样后的信号进行插值重构，滤波，恢复原信号。 （1） 语音信号的采集 （2） 降采样的实现（改变了信号的采样率） （3） 以不同采样率采样后，语音信号的频谱分析 （4） 采样前后声音的变化 （5） 对降采样后的信号进行插值重构，滤波，恢复原信号 3． 带噪声语音信号的频谱分析 （1） 设计一频率已知的噪声信号，与实验2 中原始语音信号相加，构造带噪声信号 （2） 画出原始语音信号和加噪声后信号，以及它们的频谱图 （3） 利用频谱图分析噪声信号和原语音信号的不同特性 2 4． 对带噪声语音信号滤波去噪：给定滤波器性能指标，采样窗函数法或双线性变换设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采样的语音信号进行滤波，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；回放语音信号； （1） 分析带噪声信号频谱，找出噪声所在的频率段 （2） 利用matlab 中已有的滤波器滤波 （3） 根据语音信号特点，自己设计滤波器滤波 （4） 比较各种滤波器性能（至少四种），选择一种合适的滤波器将噪声信号滤除 （5） 回放语音信号，比较滤波前后声音的变化 四、实验原理 参...