首页 | 供应信息 | 求购信息 | 下载系统 | 新闻系统 | 企业信息 | 产品信息 | 论文信息 | 展会信息 | 论坛
作者:凌生强,廖柏林,丁 亮,胡小勇,徐澧明 发布时间:2012-07-27 13:43:28 来源: 繁体版
摘要:借助Matlab的FDATOOL滤波器设计分析软件,设计了一种FIR数字带通滤波器,并对一段含噪语音信号进行滤波。利用汇编语言编程,在DSP上实现了该滤波器。实验结果表明,该数字带通滤波器精确,稳定性好,易于移植,具有很强的实用

摘要:借助Matlab的FDATOOL滤波器设计分析软件,设计了一种FIR数字带通滤波器,并对一段含噪语音信号进行滤波。利用汇编语言编程,在DSP上实现了该滤波器。实验结果表明,该数字带通滤波器精确,稳定性好,易于移植,具有很强的实用性与灵活性。rFg自动化在线网
关键词:FIR数字带通滤波器;语音去噪;DSP;MatlabrFg自动化在线网
rFg自动化在线网
0 引言rFg自动化在线网
    随着电子技术的飞速发展,人们正逐步进入数字化时代,数字滤波器越来越受到人们的关注,并且在近代电信设备和各类控制系统中的应用极为广泛,如语音处理、图像处理、通信、电视、雷达、生物医学信号处理等。数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性,可分为有无限长单位冲激响应(IIR)滤波器和有限长单位冲击响应(FIR)滤波器。IIR滤波器虽然可以利用模拟滤波器设计的结果,而模拟滤波器的设计有大量的图表可查,方便简单,但它的相位是非线性的。图像处理以及数据传输都要求信道具有线性相位,同时又可以具有任意的幅度特性。此外,FIR滤波器的单位冲激响应是有限长的,因而滤波器一定是稳定的。随着Matlab软件和信号处理工具箱的不断完善,可以利用Matl ab信号处理工具箱快速有效地实现数字滤波器的设计、分析和仿真。本文首先使用Matlab设计了一个FIR数字带通滤波器,并对一段含噪语音信号进行滤波,然后在TI公司生产的TMS320C5402芯片上具体实现了该滤波器。rFg自动化在线网
rFg自动化在线网
1 FIR数字带通滤波器设计原理rFg自动化在线网
    设FIR滤波器单位脉冲响应h(n)长度为N,其系统函数H(z)为:rFg自动化在线网
    c1.jpgrFg自动化在线网
    FIR滤波器的设计任务是选择有限长度的h(n),使传输函数满足技术要求。一般是先给定所要求的理想滤波器频率响应c2.jpg,导出hd(n)。因为理想滤波器的冲激响应hd(n)是无限长的非因果序列,而所要设计的是hd(n)是有限长的FIR滤波器,所以要用有限长序列hd(n)来逼近无限长序列h(n)。设:rFg自动化在线网
c.JPGrFg自动化在线网
    由此可见,窗函数不仅影响原信号在时域内的波形,而且也影响频域内的波形。rFg自动化在线网
rFg自动化在线网
2 用Matlab辅助设计与仿真rFg自动化在线网
    设计一个FIR滤波器,关键是要得到正确的h(n)系数。把生成的滤波器系数加载到目标DSP程序中有两种方式:rFg自动化在线网
    (1)把滤波器系数输人到一个C语言的头文件,在所建工程中添加该头文件;rFg自动化在线网
    (2)直接把生成的滤波器系数加载到DSP程序的一个变量中。 rFg自动化在线网
    本文采用第二种方法。选择菜单File→Export打开Export对话框,选择Coefficient File(ASCII),指定输出文件名,生成*fcf文件,就可以直接把生成的*fcf文件中的系数添加到DSP程序的变量中了。rFg自动化在线网
    在Matlab软件平台下,利用wavread函数对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。采样值放在向量y中,fS表示采样频率(单位:Hz),bits表示采样位数。根据语音信号的特点给出数字带通FIR滤波器的性能指标:设置通带频率fp1=1 200 Hz,fp2=3 000 Hz,阻带频率fs1=1 000 Hz,fs2=3 200 Hz,抽样频率fs=8 000 Hz,阻带最小衰减As=50 dB,通带最大衰减Ap=1 dB。这里采用窗函数设计法设计FIR带通滤波器。首先根据阻带衰减选择窗形状,海明窗和布莱克曼窗等窗函数均可提供大于50 dB的衰减。由于海明窗可提供较小的过渡带,所以选择海明窗。根据ωp1=2fp1/fs;ωs1=2fs1/fs,B(带宽)=ωp1-ωs1,N(窗口长度)=ceil(6.6/B),n(阶数)=N-1;算出阶数为132。在FDATo ol设计界面,按要求填写以上参数,得到FIR数字带通滤波器的仿真图像,如图1所示。rFg自动化在线网

d.JPGrFg自动化在线网

rFg自动化在线网
    然后再用设计的FIR数字带通滤波器对加噪的语音信号进行滤波。在Matlab中,FIR滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波。编写Matlab程序如下,实现上述功能。rFg自动化在线网
    e.JPGrFg自动化在线网
    f.JPGrFg自动化在线网
    程序中“quzao”为录制的波形音频文件(.wav),对加噪的语音信号进行滤波仿真处理后,输出结果如图2所示。rFg自动化在线网

b.JPGrFg自动化在线网

rFg自动化在线网
rFg自动化在线网
3 FIR数字带通滤波器语音去噪的DSP实现rFg自动化在线网
3.1 硬件结构rFg自动化在线网
    图3为FIR带通滤波器的语音去噪硬件结构框图。系统主要由DSP芯片(TMS320C5402)、A/D转换器(ADS7864)和D/A转换器(DAC7625)组成。rFg自动化在线网

g.JPGrFg自动化在线网

rFg自动化在线网
    实现的核心器件采用TI公司生产的TMS320C5402芯片。该芯片采用先进的修正哈佛结构,片内共有8条总线、CPU、在片存储器、在片外围电路等硬件和高度专业化的指令系统,使它的处理速度和容量大大提高,为数字滤波中的复杂算法的实现提供了良好的保证。


基于Matlab的FIR带通滤波器设计及DSP实现
  
评论】【加入收藏夹】【 】【关闭
※ 相关信息
无相关信息
※ 其他信息
访问数: | 共有条评论
发表评论
用户名:
密码:
验证码: 看不清楚,点击刷新
匿名发表

 搜索新闻
[提交投稿]  [管理投稿]
 最新新闻
 热点新闻
数据加载中..

网站地图
Autooo.Net 版权所有
Copyright © 2007--2013 All rights reserved