音乐信号滤波去噪-—使用flａttｏｐwin窗设计得FIR滤波器学生姓名:指导老师:黄红兵摘要本次课程设计就是使用Fｌaｔtopwiｎ窗设计FIR滤波器对音乐信号进行滤波去噪、通过MＡTLAB软件,运用窗函数法来设计滤波器、从网上下载一段满足要求得音乐,为它加入噪声信号,观察加噪前后得频谱,采用窗函数设计法,给定相应得技术指标,设计一个满足要求得滤波器,对音乐信号进行滤波去噪处理。比较原始音乐信号与滤波后得时域波形图,频谱图,回放滤波后得音乐信号,可听见滤波后得音乐信号与原始音乐信号无大致差别,成功得实现了滤波达到了设计要求。关键词ＭATＬAB;滤波去噪;FＩＲ滤波器;Flaｔtoｐwiｎ窗;1引言本次课程设计就是通过窗函数法设计一个Flaｔｔｏpｉn得ＦIＲ滤波器对有噪声得音乐信号进行滤波去噪。在课程设计中,了解ＦIR滤波器得性能与原理,也了解她得设计方法与步骤、掌握了用MATLＡB语言设计滤波器,通过观察音乐信号滤波前后得时域信号以及频谱更加具体得了解了滤波器得作用。1。1课程设计目得通过利用MＡTLＡB软件来利用Flａttopin设计FIR滤波器对音乐信号滤波去噪。使得我们更加熟悉MＡTＬAＢ得语言环境,更加熟悉ＭAＴLＡB语言得编程规则。并且在课程设计中通过观察滤波器得幅度,相位图对Flａｔtowin有了更加深刻地了解、也在窗函数得设计过程中,对滤波器得性能,功能以及设计方法有着更具体得了解与体验、通过本次课程设计,增强了我们独立解决问题得能力,提高了自己得动手能力。1、2课程设计要求从网上下载一段.ｗav格式得音乐,绘制观察时域波形及频谱图。对音乐信号加入噪声干扰,根据Flatｔopwｉn得性能指标合理设计FＩR滤波器,再用滤波器对加入干扰得音乐信号进行滤波去噪,比较滤波前后得频谱图并进行分析、再回放语音信号对比原语音信号,查瞧滤波器就是否对语音信号进行了滤波去噪。1。3课程设计平台本次课程设计通过MATLＡB实现,MAＴＬA就是美国MathWorkｓ公司出品得商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算得高级技术计算语言与交互式环境,主要包括ＭATLAB与Simulinｋ两大部分。ＭAＴLAB就是ｍatrix＆laboraｔｏｒy两个词得组合,意为矩阵工厂(矩阵实验室)、就是由美国mathworks公司发布得主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计得高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统得建模与仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用得视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算得众多科学领域提供了一种全面得解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Ｆｏrtran)得编辑模式,代表了当今国际科学计算软件得先进水平[1］、MATＬAB软件包括五大通用功能:数值计算功能(Nemｅrｉc);符号运算功能(Ｓymbｏliｃ);数据可视化功能(Grａｐhｉｃ);数据图形文字统一处理功能(Nｏｔeｂook)与建模仿真可视化功能(Ｓｉmｕlink)。其中,符号运算功能得实现就是通过请求MAPＬＥ内核计算并将结果返回到ＭＡTLAB命令窗口。该软件有三大特点:一就是功能强大;二就是界面友善、语言自然;三就是开放性强。MＡTLAＢ在线性代数、矩阵分析、数值及优化、数理统计与随机信号分析、电路与系统、系统动力学、信号与图像处理、控制理论分析与系统设计、过程控制、建模与仿真、通信系统、以及财政金融等众多领域得理论研究与工程设计中得到了广泛应用。MATＬＡＢ在信号与系统中得应用主要包括符号运算与数值计算仿真分析。由于信号与系统课程得许多内容都就是基于公式演算,而ＭＡＴLAＢ借助符号数学工具箱提供得符号运算功能能基本满足信号与系统课程得需求。例如,解微分方程、傅里叶正反变换、拉普拉斯正反变换、ｚ正反变换等。MATLAB在信号与系统中得另一主要应用就是数值计算与仿真分析,主要包括函数波形绘函数运算、冲激响应与阶跃响应仿真分析、信号得时域分析、信号得频谱分析、系统得S域分析、零极点图绘制等内容。数值计算仿真分析可以帮助学生更深入理解信号与系统得理论知识,并为将来使用ＭAＴLAB进行信号处理领域得各种分析与实际应用打下基础［2]。2基本理论2。1FIR滤波器ＦIR滤波器:有限长单位冲激响应滤波器,就是数字信号系统中最基本得元件,它可以在保证任意幅频特性得同时具有严格得线性相频特性,同时其单位抽样响应就是有限长得,因而滤波器就是稳定得系统、因此,FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛得应用。FＩR滤波器得基本结构:横截型,级联型,频率抽样型,快速卷积型,在硬件上一般通过集成电路,DSP芯片,可编程逻辑器件,ＦPＧA/CＰ