Общая постановка задачи

1. Выполнить субполосное преобразование отрезка речевого сигнала методом основанным на использовании банков КИХ-фильтров.

2. Выполнить субполосное преобразование отрезка речевого сигнала методом основанным на использовании базиса собственных векторов матрицы субполосного анализа.

Методические указания к выполнению работы

1. Вычисление вектора субполосного преобразованияна основе использования банков ких-фильтров

Для выполнения задания необходимо:

1. Задать параметры N – длина анализируемого отрезка сигнала, R – количество частотных интервалов. Обосновать выбор значений.

2. Рассчитать импульсные характеристики для R-2 полосовых КИХ-фильтров, выбирая их полосу пропускания и частоты среза в соответствии с (3.116) – (3.119) §3.3.1. Для первого и последнего частотных интервалов использовать ФНЧ и ФВЧ соответственно.

В данной работе для расчета импульсной характеристики можно использовать стандартную функцию MatLab cremez

Пример расчета характеристики полосового КИХ-фильтра с длиной импульсной характеристики 1024

le=1024; % длина импульсной характиристики фильтра

L=le/2;

c=0.005; % переходная полоса фильтра

v1=0.7; % нижняя нормированная частота среза фильтра

v2=0.75; % верхняя нормированная частота среза фильтра

V=[0 (v1-c) v1 v2 (v2+c) 1]; % задание полос задержки и пропускания фильтра

h=cremez(le,V,'bandpass'); % расчет характеристики фильтра

figure(1), freqz(h,1,le); % построение графиков АЧХ и ФЧХ фильтра

Для расчета ФНЧ в функции cremezиспользуется параметрlowpass, а для расчета ФВЧ – параметрhighpass.

Например:

h=cremez(le,[0 (v1) (v1+c) 1],'lowpass');

или

h=cremez(le,[0 (v1-c) (v1) 1],'highpass');

3. Создать и (или) загрузить звуковой файл формата *.wav, содержащий речевые данные с частотой дискретизации 8 кГц (длительностью от 1 до 2 сек)

4. Выделить отрезок сигнала x(n) длительностьюNотсчетов, соответствующий какому-либо звуку.

5. Получить выходные последовательности для всех рассчитанных КИХ-фильтров ((3.120) §3.3.1).

Примеррасчета выходной последовательности КИХ-фильтра

%% исходный сигнал добавляется нулями справа и слева

zer=zeros(1,L);

Z=[zer,x,zer];

%% расчет выходной последовательности КИХ-фильтра

(свертка характеристики фильтра и исходной последовательности сигнала)

for i=1:N

y(i)=0;

for k=1:(2*L+1)

y(i)=y(i)+h(k)*Z(i+k-1);

end;

end;

6. Рассчитать вектор субполосного преобразования ((3.115) §3.3.1), осуществив децимацию полученных выходных последовательностей (секция анализа рис. 3.5 §3.3.1).

7. Для иллюстрации результата привести графики: исходного отрезка сигнала; АЧХ одного из фильтров (указать номер частотного интервала и частоты среза); выходной последовательности этого фильтра; результата децимации этой последовательности (подвектор субполосного преобразования); вектор субполосного преобразования.

2. Обратное субполосное преобразование (синтез)на основе использования банков ких-фильтров

1. Осуществить интерполяцию подвекторов субполосного преобразования (секция синтеза рис. 3.5 §3.3.1).

2. Получить выходные последовательности для всех КИХ-фильтров (секция синтеза рис. 3.5 §3.3.1).

3. Сложить полученные выходные последовательности КИХ-фильтров и умножить на коэффициент R.

4. Рассчитать относительную среднеквадратичную погрешность аппроксимации спектров исходного вектора в каждом частотном интервале.

5. Для иллюстрации результата привести графики: результата интерполяции подвектора, выбранного для иллюстрации работы секции анализа; выходной последовательности фильтра; вектора восстановленного сигнала (на одном графике с исходным сигналом). Привести значение погрешности.