长沙理工大学课程设计（论文）任务书课程：数字信号处理题目：语音信号的数字滤波处理(二)电气与信息工程系电子信息工程专业班任务起止日期：2010年6月28日至2010年7月9日学生姓名学号______________指导教师文卉席燕辉王创新教研室主任年月日审查院长(系主任)__年月日批准课题内容及要求：一设计内容第一部分：预习题（1）设计卷积运算的演示程序：①可输入任意两个序列x1(n)、x2(n)，指定x1(n)为自己的学号,例如x1(n)={2,0,0,7,8,4,2,5,0,1,2,3}。x2(n)的内容和长度自选。例如x2(n)={1,2.43,6.17,12.93,22.17,32.25,40.88,45.87,45.87,40.88,32.25,22.17,12.93,6.17,2.43,1.0000}。②分别动态演示两个序列进行线性卷积x1(n)x2(n)﹡和圆周卷积x1(n)⊙x2(n)的过程；要求分别动态演示翻转、移位、乘积、求和的过程；③圆周卷积默认使用两个序列中的最大长度，但卷积前可以指定卷积长度N用以进行混叠分析；④改变圆周卷积长度N，根据实验结果分析2类卷积的关系。⑤在计算机操作系统下选一段声音文件(XP系统在“C:\WINDOWS\Media”)，读取文件取10ms的声音数据产生时域序列x1(n),序列内容自定义。利用x2(n)={1,2.43,6.17,12.93,22.17,32.25,40.88,45.87,45.87,40.88,32.25,22.17,12.93,6.17,2.43,1}。利用FFT实现快速卷积，验证时域卷积定理，并与直接卷积进行效率对比（验证时采用matlab子函数）。（2）编写程序演示采样定理（时域采样、频谱周期延拓），同时演示采样频率小于2fc时，产生的混叠效应：①对下面连续信号进行采样：，A为幅度因子，a为衰减因子，为模拟角频率，其中n为学号(例如，王墨同学n=23)②要求输入采样频率fs（根据程序处理需要指定范围）后，在时域演示信号波形、采样脉冲及采样后信号；在频域演示不同采样频率下对应信号的频谱。第二部分：设计题（3）数字滤波器设计及其应用①利用Windows下的录音机或其他软件，进行语音信号的采集（*.wav）；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；③产生噪声信号并加到语音信号中，得到被污染的语音信号，并回放语音信号；④污染信号的频谱分析，画出被污染的语音信号时域波形和频谱；⑤根据有关的频谱特性，采用间接法设计IIR数字滤波器，并画出相应滤波器的幅频、相频图（设计3个IIR滤波器）a.模拟滤波器类型：巴特沃思滤波器（低通、带通、高通）b．总体要求：Matlab原程序+仿真波形+技术指标⑥根据有关的频谱特性，采用直接法设计FIR数字滤波器，并画出相应滤波器的幅频、相频图（设计3个FIR滤波器）a.滤波器类型：Bartlett窗（低通、带通、高通）b．总体要求：Matlab原程序+仿真波形+技术指标+窗函数⑦用自己设计的这些滤波器分别对被不同噪声污染的信号进行滤波；⑧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；⑨回放语音信号。二、设计提示1．语音信号的采集要求利用windows下的录音机（开始—程序—附件—娱乐—录音机，文件—属性—立即转换—8000Hz，8位，单声道）录制一段自己的话音，或者采用Windows自带的声音文件（默认为22050Hz），时间控制在几秒左右。然后在MATLAB软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。通过wavread函数的使用，要求理解采样频率、采样位数等概念。wavread函数调用格式：y=wavread(file)，读取file所规定的wav文件，返回采样值放在向量y中。[y,fs,nbits]=wavread(file)，采样值放在向量y中，fs表示采样频率（Hz），nbits表示采样位数。y=wavread(file,N)，读取前N点的采样值放在向量y中。y=wavread(file,[N1,N2])，读取从N1点到N2点的采样值放在向量y中。2．语音信号的频谱分析要求首先画出语音信号的时域波形；然后对语音信号进行频谱分析，在MATLAB中，可以利用函数fft对信号进行快速付立叶变换，得到信号的频谱特性；从而加深对频谱特性的理解。3．设计数字滤波器和画出频率响应根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标，例如：1）低通滤波器性能指标，fp=1000Hz，fc=1200Hz，As=100dB，Ap=1dB；2）高通滤波器性能指标，fc=2800Hz，fp=3000Hz，As=100dB，Ap=1dB...
