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基于tms320c6713語音信號濾波去噪——使用barthannwin設計的fir濾波器-預覽頁

2026-07-12 12:40 上一頁面

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【正文】學生姓名王二指導老師XX題目主要內容：用麥克風采集一段語音信號，繪制波形并觀察其頻譜特點，加入一個帶外單頻噪聲，使用BARTHANNWIN設計一個滿足指標的FIR濾波器，對該含噪語音信號進行濾波去噪處理，比較濾波前后的波形和頻譜并進行分析，根據結果和學過的理論得出合理結論。（2）設計完后應檢查其頻率響應曲線是否滿足指標。（2）課程設計附件（主要是源程序）。程序經過多次的調試運行，基本實現了設計的目標，并且經過適當的修改后，從波形看出可以完全濾除噪聲，而且實際運行效果達到語音基本不失真的效果。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術的飛速發展，數字信號處理技術應運而生并得到迅速的發展。本次的課程設計采用的是第一類設計方法，是使用BARTHANNWIN設計FIR濾波器對一段語音信號進行濾波去噪處理，通過這一過程，對濾波前后波形進行對比分析得到結論。（2）按要求編寫課程設計報告書，能正確闡述設計和實驗結果等等。 CCStudio 包含一整套用于開發和調試嵌入式應用的工具。Code Composer Studio 以 Eclipse 開源軟件框架為基礎。下圖為Code Composer ：2 設計原理 FIR濾波器FIR（Finite Impulse Response）濾波器是有限長的單位沖激響應濾波器，是數字信號處理系統中最基本的元件，它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線性相頻特性，同時其單位抽樣響應是有限長的，因而濾波器是穩定的系統。就是FIR濾波器的單位脈沖響應。設FIR濾波器的系數為h(0)、h(1)、h(2)、h(3)其中窗函數法是設計FIR數字濾波器的最簡單也是工程上常用的方法。在大多數實際應用中，數字濾波器常常被用來實現選頻操作，所以指標的形式一般為在頻域中以分貝值給出的相對幅度響應和相位響應。（3）由性能指標確定窗函數W(n)和長度N。這種方法的基本原理是用一定寬度的矩形窗函數截取無限脈沖響應序列獲得有限長的脈沖響應序列，從而得到FIR濾波器的脈沖響應，故稱為FIR濾波器的窗函數設計法。 C6713芯片及開發板簡介C6000 是 TI 公司于 1997 年推出的DSP 芯片，C67xx 系列是浮點運算處理。方便靈活的接口為用戶提供良好的開放平臺。除基本控制邏輯外包括8個控制寄存器、4位LED、8位DIP開關量輸入和8位數字量輸入輸出（默認輸出，用戶可以自己配置）。與此同時，AIC23還具有很低的能耗，回放模式下功率僅為23mW，省電模式下更是小于15uW。但是有些時候，如果DSP的McBSP串口資源比較緊張（比如需要跟近端RS－232和遠端RS－485連接），也可以通過DSP模擬I2C總線與AIC23連接。由于具有上述優點，使得AIC23是一款非常理想的音頻模擬I/O器件，可以很好的應用在隨聲聽（如CD，MP3……）、錄音機等數字音頻領域。用DSP芯片TLC320AIC23實現FIR 濾波器的具體方案是：先用MATLAB的相關濾波器函數設計一個FIR濾波器，將產生的濾波器系數作為DSP芯片實現該FIR濾波器的系數。最后使匯編語言設計TLC320AIC23的FIR濾波程序，將MATLAB函數產生的濾波器系數和用C語言產生的輸入數據進行運算。其中原理框圖如圖32所示。對于用DSP器件設計的語音信號濾波器, 其系統軟件設計可使用CCS (Code Composer Studio)軟件來進行調試。在串口通訊中，數據時鐘和幀同步信號都由AC01 產生，所以TLC320AIC23將使用外部時鐘和幀同步信號。 FIR濾波器設計我們利用數字信號處理里面學過的知識，根據自己選定的參數，用指定的方法設計FIR濾波器，得到FIR濾波器的階數M。 %使用kaiser窗函數b=fir1(n,[w1 w2],window)。 %混和正弦波信號sf = filter(b,1,s)。用MATLAB仿真工具可以清晰地仿真出FIR濾波器的濾波過程，有利于理解濾波過程，且可以判斷濾波結果的正確性。雙擊桌面上的Setup CCS快捷圖標，彈出對話框。命名為test。CCS重新編譯，并鏈接工程中的全部文件。語句，選擇（添加斷點），選擇（添加指針）。Load Program，單擊Open打開。（3）顯示時域圖形：選菜單View174。音樂波形的時域圖就能繪出來了。在Graph Property對話框中，Display Type選為FFTmagniftude，Maximum Yvalue為5000。仿真得到相關的信號圖形如下所示：圖35原始語音輸入時、頻域圖圖36 加噪語音輸入時、頻域圖圖37加噪語音輸出時、頻域圖從仿真結果來看，經過低通濾波后的語音信號在時域上更平滑，去噪的音樂波形與加噪前的波形相比，去噪后的時域波形的幅度比加噪前的時域波形波動幅度大，去噪后的頻域波形也比加噪前的頻域波形抖動劇烈，在加噪聲的頻率那也有小小的沖擊，但是，綜上所述，濾波較成功。Interleaved Data Sources一欄中選擇No項。但是在進行濾波以后, 高頻雜音去掉了, 聲音質量明顯的改善了。在問了老師，查了相關資料之后，發現原因是為我對頻率采樣法設計FIR濾波器的原理并不是很了解。總體上來說，課程設計其實也不是很難，只要我們細心一點，并有耐心，就能解決所遇到的問題。我覺得最重要的就是要有耐心，要細致，要不懂就問，這樣，只要自己堅持，一切問題都會解決的。在剛看到課程設計任務書時一籌莫展，難以下手。數字濾波器所涵門類甚廣，包括有限長，無限長兩大類。這次的設計中老師指出的幾個問題，在老師的指導和同學的幫助下解決了，當然也少不了自己的努力和思考。最后，在此衷心地感謝老師和同學對我的幫助，也感謝學校給我們的機會，讓我們能夠將自己學到的知識運用到實際中，加深對知識的理解。在此向X老師表示深深的感謝和崇高的敬意。[4] Edward W. Kamen, Bonnie ．《信號與系統基礎——應用Web 和MATLAB（第二版）》〔M〕．科學出版社，2002 年。搬運數據 stm 15,ar0lp: mvdd *ar3+,*ar5+ banz lp,*ar0 call FIRaddm 1,*(ar1)banz loop,*ar7 js nopnopnopb js FIR: stm a1,ar3stm x,ar4 rptz a,15mac *ar3+,*ar4+,a stl a,14,*ar6+ret recv rete .end26頁共 24頁

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