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1、课 程 设 计 课程名称 数字信号处理 题目名称 数字滤波器的设计 学生学院 自动化学院 专业班级 电子信息科学与技术2班 学 号 学生姓名 指导教师 2010 年 5 月 23 日目 录1 设计任务目的与要求12 原理介绍13 设计方案14 实验结果与数据分析1信号通过 IIR 滤波器的数据1信号通过FIR滤波器的数据25 结论与问题讨论46 源程序4 摘 要本设计主要通过IIR和FIR实现对音频文件人声的滤除，由MATLAB程序实现，FIR与IIR相比，有一定的优点。FIR：有限脉冲响应滤波器。有限说明其脉冲响应是有限的。与IIR相比，它具有线性相位、容易设计的优点。 关键词：IIR FI
2、R MATLAB 1 设计任务目的与要求1.1设计并编程实现数字滤波器，对一个单声道的歌曲文件，尽可能地消除其中的人声，获得该歌曲的乐器伴奏版。2 原理介绍2.1基本原理：人声中，对可懂度和清晰度起主要影响的频率成分，位于数百hz数千hz频率范围。而各种乐器音所覆盖的频率范围很广，在数十hz十几khz。因此可利用带阻滤波器，抑制人声。3 设计方案 运用IIR和FIR滤波器实现带阻滤波器，确定通带截止频率，通过设置阻带带宽数十hz十几khz，以及滤波器的阶数，从而基本实现对人声音的过滤，进而对参数进行细微调整，从而更好的达到设计要求。 4 实验结果与数据分析4.1课程设计的要求与数据歌曲文件格式
3、：单声道wav文件；模拟滤波器的技术指标：带阻滤波器的阻带可先设为400hz4000hz，阻带相对于通带衰减20dB以上；相应的数字滤波器技术指标：带阻滤波器的阻带可先设为Ts400hzTs4000hz（Ts为采样间隔），阻带相对于通带衰减20dB倍以上；数字滤波器的类型：IIR和FIR数字滤波器分别设计一种；最终实现方式：编写C语言程序或Matlab程序实现，输入一个带人声的单声道歌曲文件（wav格式），处理结果保存至另一个单声道wav文件（该歌曲的乐器伴奏版）； IIR 滤波器的数据滤波前后的 波形 和 频谱IIR 带阻滤波器的幅频相频特性： FIR滤波器的数据一 滤波前后的 波形 和 频
4、谱二、FIR 带阻滤波器的幅频相频特性：IIR 滤波器 的 零点 0.0227 -0.2905 1.7500 -6.5828 17.2655 -33.3908 49.0918 -55.7320 49.0918 -33.3908 17.2655 -6.5828 1.7500 -0.2905 0.0227IIR 滤波器 的 极点1.0000 -6.7641 20.7807 -39.2933 52.6715 -54.2908 44.5112 -29.0905 15.1458 -6.3128 2.0646 -0.4981 0.0860 -0.0107 0.0004 参考文献1 赵健 李勇 编著 数字信
5、号处理M. 北京大学出版社, 2007: 103-1572 Sanjit K.Mitra 著 数字信号处理实验指导书 M 北京：电子工业出版社，2005-90-99.6 源程序IIR 滤波器 源程序y,f,bit=wavread(d:chenglongzuiquan.wav);Y=fft(y);ws=0.04 0.4;wp=0.005 0.5;rp=3;rs=22;nl,wnl=buttord(wp,ws,rp,rs);num,den=butter(nl,wnl,stop);disp(fenzi);disp(num);disp(fenmu);disp(den);freqz(num,den,10
6、000,f);c=filter(num,den,y);B=fft(c);figure;subplot(221);plot(y);title(源信号波形);subplot(222);plot(abs(Y);title(源信号频谱);subplot(223);plot(c);title(滤波后波形);subplot(224);plot(abs(B);title(滤波后频谱);sound(c,f);FIR 滤波器 源程序y,fs,nbit=wavread(d:chenglongzuiquan.wav);Y=fft(y);N=length(y);%文件长度t=(0:N-1)/fs;%时间长度Wp1=2
7、*470/fs;Wp2=2*3500/fs;Wc1=2*450/fs;Wc2=2*3700/fs;Ap=1;As=21;W1=(Wp1+Wc1)/2;W2=(Wp2+Wc2)/2;wdth=min(Wp1-Wc1),(Wc2-Wp2);N=ceil(11*pi/wdth)+1;b = fir1(N,W1 W2,stop);freqz(b,1,512,fs)y2=filter(b,1,y);B=fft(y2);figure;subplot(221);plot(y);title(源信号波形);subplot(222);plot(abs(Y);title(源信号频谱);subplot(223);plot(y2);title(滤波后波形);subplot(224);plot(abs(B);title(滤波后频谱);sound(y2,fs);%回放该音频wavwrite(y2,fs,nbit,gaihou.wav);
