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MATLAB处理语音信号滤波程序巴特沃思滤波器滤波% 参数初始化 %clear all; % 关闭以往仿真的数据栈A=5; %噪声的振幅u1=0.01;%噪声振幅的衰减系数u2=0.02;u3=0.03;f1=50;%多频噪声频率f2=200;f3=800;Y,fs,bits=wavread('0601331007.wav') %读出信号1，采样率和采样位数% sound(Y,fs);% X,Fs,bits=wavread('0601331007.wav'); %读出信号2，采样率和采样位数n=length(Y); %求采样信号1的长度% m=length(X); %求采样信号2的长度t=0:1/fs:(n-1)/fs; %求采样信号1时域上的采样点数% t1=0:1/Fs:(m-1)/fs; %求采样信号2时域上的采样点数% % % % % % t=(0:n-1)/fs;% 构造噪声 %y1=u1*A*sin(2*pi*f1*t)+u1*A*sin(2*pi*f2*t)%两两噪声相加y2=u1*A*sin(2*pi*f3*t)y=y1+y2% % % % % % Z1=u1*A*sin(2*pi*f1*t1)+u1*A*sin(2*pi*f2*t1)%两两噪声相加% % % % % % Z2=u1*A*sin(2*pi*f3*t1)% % % % % % Z=Z1+Z2% figure(1) %画出噪声的时域图，取200个点% % % % % % % % % % plot(t ,y);grid on;% plot(t(1:200),y(1:200);grid on;% % xlabel('时间 (t)');% ylabel('幅度（y)');% title('噪声的时域图');% % Fy=fft(y,n); %对噪声进行傅立叶变换% Fy1=abs(Fy);% n1=floor(n/2); %对zhang求采样点数的一半% n2=floor(m/2); %对zhanglow求采样点数的一半% f=(0:n1)*fs/n; %时域上的采样点数% f1=(0:n2)*Fs/m; %时域上的采样点数% % figure(2) %画出噪声的频谱图% plot(f,Fy1(1:n1+1);grid on;% xlabel('频率（f）');% ylabel(' 幅度（Fy1）');% title('噪声的频谱图');% % % 加噪声前后的时域图比较 % Y=Y(:,1);%此处假设声音是双声道的，只取单声道作分析% X=X(:,1);%此处假设声音是双声道的，只取单声道作分析Y1=y+Y' %对采样信号进行转置再加上噪声% pause(10); % 暂停10s sound(Y1,fs); % 读出加噪声后的采样信号 % figure(3) %画出加噪声前后的时域比较图% subplot(2,1,1);plot(t,Y);grid on;% plot(t(1:1000),Y(1:1000);grid on;% xlabel('时间 (t)');% ylabel('幅度（Y)');% title('加噪声前的时域图');% % subplot(2,1,2);plot(t,Y1);grid on;% % % % % % % % % % plot(t(1:1000),Y1(1:1000);grid on;% xlabel('时间 (t)');% ylabel('幅度（Y1)');% title('加噪声后的时域图');% % % 加噪声前后的频域图比较 % % % FY=fft(Y1,n); %对加噪声后的采样信号1进行傅立叶变换% FY1=abs(FY);% FY2=fft(Y,n); %对加噪声前的采样信号1进行傅立叶变换% FY3=abs(FY2);% FX=fft(X,m); %对加噪声前的采样信号2进行傅立叶变换% FX4=abs(FX);% % figure(4) %画出加噪声前后的频域比较图% subplot(2,1,1);% plot(f,FY3(1:n1+1);grid on;% xlabel('频率（f）');% ylabel(' 幅度（FY3）');% title('加噪声前的频谱图');% % subplot(2,1,2);% plot(f,FY1(1:n1+1);grid on;% xlabel('频率（f）');% ylabel(' 幅度（FY1）');% title('加噪声后的频谱图');% % % 不同音调相同音量信号的频域、时域图比较 % % figure(5)% subplot(2,2,1);plot(f,FY3(1:n1+1);grid on;% xlabel('频率（f）');ylabel(' 幅度（FY3）');title('zhang加噪声前的频谱图');% subplot(2,2,3);plot(f1,FX4(1:n2+1);grid on;% xlabel('频率（f）');ylabel(' 幅度（FX4）');title('zhanglow加噪声前的频谱图');% subplot(2,2,2);plot(t,Y);grid on;% xlabel('时间 (t)');ylabel('幅度（Y)');title('zhang加噪声前的时域图');% subplot(2,2,4);plot(t1,X);grid on;% xlabel('时间 (t1)');ylabel('幅度（X)');title('zhanglow加噪声前的时域图');% % sound(Y1,fs);%读出加噪后的信号% 构造巴特沃思滤波器 %figure(6); %画出zhang加噪声后的时域图plot(t,Y1);xlabel('时间 (t)');ylabel('幅度（Y1)');title('lishuai加噪声后的时域图');grid on;% axis(0.04 0.06 -3 3);% 构造800Hz的带阻滤波器 %f0_stop1=800; % fc=20; % 设定过渡带的频率Rp=1; % 通带区的波纹系数Rs=30; % 阻带区的波纹系数wp_stop1=(f0_stop1-fc)/(fs/2) (f0_stop1+fc)/(fs/2); % 通带的拐角频率ws_stop1=(f0_stop1-5*fc)/(fs/2) (f0_stop1+5*fc)/(fs/2); % 阻带的拐角频率N_stop1,wc_stop1=buttord(wp_stop1,ws_stop1,Rp,Rs,'s'); % 求出巴特沃思滤波器的阶数N及频率参数wcnum_stop1,den_stop1=butter(N_stop1,wc_stop1,'stop'); % 求出巴特沃斯带阻数字滤波器的传递函数模型系数h_stop1,w_stop1=freqz(num_stop1,den_stop1,fs) % 求出离散系统频率响应的数值figure(7);subplot(2,3,1); % 画出带阻滤波器的幅频特性图plot(w_stop1*fs/(2*pi),20*log10(abs(h_stop1);xlabel('频率（w_stop1）');ylabel('幅度（h_stop1)');title('带阻滤波器在800Hz处的幅频特性图');grid on;B_stop1=filter(num_stop1,den_stop1,Y1); %对含噪信号Y1进行带阻滤波% pause(10);% sound(B_stop1,fs); % 读出滤去800Hz噪声后的采样信号 subplot(2,3,4); % 画出带阻滤波器滤去800Hz噪声后的时域图plot(t,B_stop1); xlabel('时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop1)');title('用带阻滤波器滤去800Hz噪声后的时域图');grid on;% axis(0.04 0.06 -30 3);% 构造200Hz的带阻滤波器 %f0_stop2=200;wp_stop2=(f0_stop2-fc)/(fs/2) (f0_stop2+fc)/(fs/2); % 通带的拐角频率ws_stop2=(f0_stop2-5*fc)/(fs/2) (f0_stop2+5*fc)/(fs/2); % 阻带的拐角频率N_stop2,wc_stop2=buttord(wp_stop2,ws_stop2,Rp,Rs,'s'); % 求出巴特沃思滤波器的阶数N及频率参数wcnum_stop2,den_stop2=butter(N_stop2,wc_stop2,'stop'); % 求出巴特沃斯带阻数字滤波器的传递函数模型系数h_stop2,w_stop2=freqz(num_stop2,den_stop2,fs) % 求出离散系统频率响应的数值subplot(2,3,2);plot(w_stop2*fs/(2*pi),20*log10(abs(h_stop2);xlabel('频率（w_stop2）');ylabel('幅度（h_stop2)');title('带阻滤波器在200Hz处的幅频特性图');grid on;B_stop2=filter(num_stop2,den_stop2,B_stop1);%对含噪信号Y1进行带阻滤波% pause(10);% sound(B_stop2,fs); % 读出滤去800Hz和200Hz噪声后的采样信号 subplot(2,3,5); % 画出带阻滤波器滤去800Hz和200Hz噪声后的时域图plot(t,B_stop2);xlabel('时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop2)');title('带阻滤波器滤去800Hz和200Hz噪声后的时域图');grid on;% axis(0.04 0.06 -3 3);% 构造50Hz的带阻滤波器 %f0_stop3=50ws_stop3=(f0_stop3-fc)/(fs/2) % 阻带的拐角频率 wp_stop3=(f0_stop3+5*fc)/(fs/2) % 通带的拐角频率Wws=0.0075;Wwp=0.0375;N_stop3,wc_stop3=buttord(Wwp,Wws,Rp,Rs,'s'); % 求出巴特沃思滤波器的阶数N及频率参数wcnum_stop3,dem_stop3=butter(N_stop3,wc_stop3,'high'); % 求出巴特沃斯高通数字滤波器的传递函数模型系数h_stop3,w_stop3=freqz(num_stop3,dem_stop3,fs); % 求出离散系统频率响应的数值subplot(2,3,3); %画出高通滤波器的幅频特性图plot(w_stop3*fs/(2*pi),20*log10(abs(h_stop3);xlabel('频率（w_stop3）');ylabel('幅度（h_stop3)');title('高通滤波器在50Hz处的幅频特性图');grid on;B_stop3=filter(num_stop3,dem_stop3,B_stop2);subplot(2,3,6); % 画出高通滤波器滤去800Hz和200Hz和50Hz噪声后的时域图plot(t,B_stop3);xlabel('时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop3)');title('滤去800Hz和200Hz和50Hz噪声后的时域图');grid on;% axis(0 10 -60000 60000);%用不同的滤波器滤去相噪声频率后的时域比较图 %figure(8);subplot(2,2,1);plot(t,Y1);grid on; xlabel('时间 (t)');ylabel('幅度（Y1)');title('加噪声后的时域图');subplot(2,2,2);plot(t,B_stop1);xlabel(' 时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop1)');title('用带阻滤波器滤去800Hz噪声后的时域图');grid on;subplot(2,2,3);plot(t,B_stop2);xlabel(' 时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop2)');title( ' 带阻滤波器滤去800Hz和200Hz噪声后的时域图');grid on;subplot(2,2,4);plot(t,B_stop3);xlabel(' 时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop3)');title( '高通滤波器滤去800Hz和200Hz和50Hz噪声后的时域图');grid on; % 用不同的滤波器滤去相应噪声频率后的频域比较 %figure(9); FY=fft(Y1,n); %对加噪声后的采样信号1进行傅立叶变换 FY1=abs(FY); n1=floor(n/2); f=(0:n1)*fs/n; FY_B_stop1=fft(B_stop1,n); %对滤去800Hz噪声后的采样信号进行傅立叶变换 FY1_B_stop1=abs( FY_B_stop1); FY_B_stop2=fft(B_stop2,n); %对滤去800Hz和200Hz噪声后的采样信号进行傅立叶变换 FY1_B_stop2=abs( FY_B_stop2); FY_B_stop3=fft(B_stop3,n); %对滤去800Hz和200Hz和50Hz噪声后的采样信号进行傅立叶变换 FY1_B_stop3=abs( FY_B_stop3); % 画出用不同的滤波器滤去相应噪声频率后的频域比较图 % subplot(2,2,1);plot(f, FY1(1:n1+1);grid on; xlabel('频率（f）');ylabel(' 幅度（FY1）'); title('加噪声后的频谱图'); subplot(2,2,2);plot(f, FY1_B_stop1(1:n1+1);grid on; xlabel('频率（f）');ylabel(' 幅度（ FY1_B_stop1）'); title('用带阻滤波器滤去800Hz噪声后的的频谱图'); subplot(2,2,3);plot(f, FY1_B_stop2(1:n1+1);grid on; xlabel('频率（f）');ylabel(' 幅度（ FY1_B_stop2）'); title('用带阻滤波器滤去800Hz和200Hz噪声后的的频谱图'); subplot(2,2,4);plot(f, FY1_B_stop3(1:n1+1);grid on; xlabel('频率（f）');ylabel(' 幅度（ FY1_B_stop3）'); title('用高通滤波器滤去800Hz和200Hz和50Hz噪声后的的频谱图'); %读出和写出滤波后的语音信号 %pause(5); % 暂停5s wavplay(B_stop3,fs); % 读出滤去800Hz和200Hz和50Hz噪声后的采样信号 wavwrite(B_stop3,fs,16,'0601331007巴特沃思滤波器滤波后的语音信号.wav');% 写出滤波后的语音信号切比雪夫I型滤波器滤波% 参数初始化 %clear all; % 关闭以往仿真的数据栈A=5; %噪声的振幅u1=0.01;%噪声振幅的衰减系数u2=0.02;u3=0.03;f1=50;%多频噪声频率f2=200;f3=800;Y,fs,bits=wavread('0601331007.wav'); %读出信号1，采样率和采样位数% sound(Y,fs);% X,Fs,bits=wavread('zhanglow.wav'); %读出信号2，采样率和采样位数n=length(Y); %求采样信号1的长度% m=length(X); %求采样信号2的长度t=0:1/fs:(n-1)/fs; %求采样信号1时域上的采样点数% t1=0:1/Fs:(m-1)/fs; %求采样信号2时域上的采样点数% % % % % % t=(0:n-1)/fs;% 构造噪声 %y1=u1*A*sin(2*pi*f1*t)+u1*A*sin(2*pi*f2*t)%两两噪声相加y2=u1*A*sin(2*pi*f3*t)y=y1+y2% % % % % % Z1=u1*A*sin(2*pi*f1*t1)+u1*A*sin(2*pi*f2*t1)%两两噪声相加% % % % % % Z2=u1*A*sin(2*pi*f3*t1)% % % % % % Z=Z1+Z2% figure(1) %画出噪声的时域图，取200个点% % % % % % % % % % plot(t ,y);grid on;% plot(t(1:200),y(1:200);grid on;% % xlabel('时间 (t)');% ylabel('幅度（y)');% title('噪声的时域图');% % Fy=fft(y,n); %对噪声进行傅立叶变换% Fy1=abs(Fy);% n1=floor(n/2); %对zhang求采样点数的一半% n2=floor(m/2); %对zhanglow求采样点数的一半% f=(0:n1)*fs/n; %时域上的采样点数% f1=(0:n2)*Fs/m; %时域上的采样点数% % figure(2) %画出噪声的频谱图% plot(f,Fy1(1:n1+1);grid on;% xlabel('频率（f）');% ylabel(' 幅度（Fy1）');% title('噪声的频谱图');% % % 加噪声前后的时域图比较 % Y=Y(:,1);%此处假设声音是双声道的，只取单声道作分析% X=X(:,1);%此处假设声音是双声道的，只取单声道作分析Y1=y+Y' %对采样信号进行转置再加上噪声sound(Y1,fs);% figure(3) %画出加噪声前后的时域比较图% subplot(2,1,1);plot(t,Y);grid on;% plot(t(1:1000),Y(1:1000);grid on;% xlabel('时间 (t)');% ylabel('幅度（Y)');% title('加噪声前的时域图');% % subplot(2,1,2);plot(t,Y1);grid on;% % % % % % % % % % plot(t(1:1000),Y1(1:1000);grid on;% xlabel('时间 (t)');% ylabel('幅度（Y1)');% title('加噪声后的时域图');% % % 加噪声前后的频域图比较 % % FY=fft(Y1,n); %对加噪声后的采样信号1进行傅立叶变换% FY1=abs(FY);% FY2=fft(Y,n); %对加噪声前的采样信号1进行傅立叶变换% FY3=abs(FY2);% FX=fft(X,m); %对加噪声前的采样信号2进行傅立叶变换% FX4=abs(FX);% % figure(4) %画出加噪声前后的频域比较图% subplot(2,1,1);% plot(f,FY3(1:n1+1);grid on;% xlabel('频率（f）');% ylabel(' 幅度（FY3）');% title('加噪声前的频谱图');% % subplot(2,1,2);% plot(f,FY1(1:n1+1);grid on;% xlabel('频率（f）');% ylabel(' 幅度（FY1）');% title('加噪声后的频谱图');% % % 不同音调相同音量信号的频域、时域图比较 % % figure(5)% subplot(2,2,1);plot(f,FY3(1:n1+1);grid on;% xlabel('频率（f）');ylabel(' 幅度（FY3）');title('zhang加噪声前的频谱图');% subplot(2,2,3);plot(f1,FX4(1:n2+1);grid on;% xlabel('频率（f）');ylabel(' 幅度（FX4）');title('zhanglow加噪声前的频谱图');% subplot(2,2,2);plot(t,Y);grid on;% xlabel('时间 (t)');ylabel('幅度（Y)');title('zhang加噪声前的时域图');% subplot(2,2,4);plot(t1,X);grid on;% xlabel('时间 (t1)');ylabel('幅度（X)');title('zhanglow加噪声前的时域图');% % sound(Y1,fs);%读出加噪后的信号% 构造切比雪夫I型滤波器 %figure(6); %画出zhang加噪声后的时域图plot(t,Y1);xlabel('时间 (t)');ylabel('幅度（Y1)');title('0601331007加噪声后的时域图');grid on;% axis(0.04 0.06 -3 3);% 构造800Hz的带阻滤波器 %f0_stop1=800; % fc=20; % 设定过渡带的频率Rp=1; % 通带区的波纹系数Rs=30; % 阻带区的波纹系数ws_stop1=(f0_stop1-fc)/(fs/2) (f0_stop1+fc)/(fs/2); % 通带的拐角频率wp_stop1=(f0_stop1-5*fc)/(fs/2) (f0_stop1+5*fc)/(fs/2); % 阻带的拐角频率N_stop1,wn_stop1=cheb1ord(wp_stop1,ws_stop1,Rp,Rs); % 求出切比雪夫I型滤波器的阶数N及频率参数wcnum_stop1,den_stop1=cheby1(N_stop1,Rp,wn_stop1,'stop'); % 求出切比雪夫I型带阻数字滤波器的传递函数模型系数h_stop1,w_stop1=freqz(num_stop1,den_stop1,fs) % 求出离散系统频率响应的数值figure(7);subplot(2,3,1); % 画出带阻滤波器的幅频特性图plot(w_stop1*fs/(2*pi),20*log10(abs(h_stop1);xlabel('频率（w_stop1）');ylabel('幅度（h_stop1)');title('带阻滤波器在800Hz处的幅频特性图');grid on;B_stop1=filter(num_stop1,den_stop1,Y1); %对含噪信号Y1进行带阻滤波% pause(10);% sound(B_stop1,fs); % 读出滤去800Hz噪声后的采样信号 subplot(2,3,4); % 画出带阻滤波器滤去800Hz噪声后的时域图plot(t,B_stop1); xlabel('时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop1)');title('用带阻滤波器滤去800Hz噪声后的时域图');grid on;% axis(0.04 0.06 -30 3);% % 构造200Hz的带阻滤波器 %f0_stop2=200;ws_stop2=(f0_stop2-fc)/(fs/2) (f0_stop2+fc)/(fs/2); % 通带的拐角频率wp_stop2=(f0_stop2-5*fc)/(fs/2) (f0_stop2+5*fc)/(fs/2); % 阻带的拐角频率N_stop2,wn_stop2=cheb1ord(wp_stop2,ws_stop2,Rp,Rs); % 求出切比雪夫I型滤波器的阶数N及频率参数wcnum_stop2,den_stop2=cheby1(N_stop2,Rp,wn_stop2,'stop'); % 求出切比雪夫I型带阻数字滤波器的传递函数模型系数h_stop2,w_stop2=freqz(num_stop2,den_stop2,fs) % 求出离散系统频率响应的数值subplot(2,3,2);plot(w_stop2*fs/(2*pi),20*log10(abs(h_stop2);xlabel('频率（w_stop2）');ylabel('幅度（h_stop2)');title('带阻滤波器在200Hz处的幅频特性图');grid on;B_stop2=filter(num_stop2,den_stop2,B_stop1);%对含噪信号Y1进行带阻滤波% pause(10);% sound(B_stop2,fs); % 读出滤去800Hz和200Hz噪声后的采样信号 subplot(2,3,5); % 画出带阻滤波器滤去800Hz和200Hz噪声后的时域图plot(t,B_stop2);xlabel('时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop2)');title('带阻滤波器滤去800Hz和200Hz噪声后的时域图');grid on;% axis(0.04 0.06 -3 3);% % % 构造50Hz的带阻滤波器 %f0_stop3=50ws_stop3=(f0_stop3-fc)/(fs/2) % 阻带的拐角频率 wp_stop3=(f0_stop3+5*fc)/(fs/2) % 通带的拐角频率Wws=0.0075;Wwp=0.0375;N_stop3,wc_stop3=cheb1ord(Wwp,Wws,Rp,Rs,'s'); % 求出切比雪夫I型滤波器的阶数N及频率参数wcnum_stop3,dem_stop3=cheby1(N_stop3,Rp,wc_stop3,'high'); % 求出切比雪夫I型滤波器高通数字滤波器的传递函数模型系数h_stop3,w_stop3=freqz(num_stop3,dem_stop3,fs); % 求出离散系统频率响应的数值subplot(2,3,3); %画出高通滤波器的幅频特性图plot(w_stop3*fs/(2*pi),(abs(h_stop3);xlabel('频率（w_stop3）');ylabel('幅度（h_stop3)');title('高通滤波器在50Hz处的幅频特性图');grid on;B_stop3=filter(num_stop3,dem_stop3,B_stop2);subplot(2,3,6); % 画出高通滤波器滤去800Hz和200Hz和50Hz噪声后的时域图plot(t,B_stop3);xlabel('时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop3)');title('滤去800Hz和200Hz和50Hz噪声后的时域图');grid on;% axis(0 10 -60000 60000);%用不同的滤波器滤去相应噪声频率后的时域比较图 %figure(8);subplot(2,2,1);plot(t,Y1);grid on; xlabel('时间 (t)');ylabel('幅度（Y1)');title('加噪声后的时域图');subplot(2,2,2);plot(t,B_stop1);xlabel(' 时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop1)');title('用带阻滤波器滤去800Hz噪声后的时域图');grid on;subplot(2,2,3);plot(t,B_stop2);xlabel(' 时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop2)');title( ' 带阻滤波器滤去800Hz和200Hz噪声后的时域图');grid on;subplot(2,2,4);plot(t,B_stop3);xlabel(' 时间 (t)）');ylabel('幅度（B_stop3)');title( '高通滤波器滤去800Hz
