信息处理课设（绝对正确）

武汉理工大学《信息处理课群综合训练与设计》课程设计说明书

《信息处理课群综合训练与设计》任务书

学生姓名：专业班级：通信1304 指导教师：工作单位：信息学院 题 目: 基于RLS 算法的多麦克风降噪 初始条件：

Matlab软件、信号与系统、通信处理等

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体

要求） 设计任务：

给定主麦克风录制的受噪声污染的语音信号和参考麦克风录制的噪声，实现语音增强的目标，得到清晰的语音信号。 设计的要求：

（1）阅读参考资料和文献，明晰算法的计算过程，理解RLS算法基本过程；

（2）主麦克风录制的语音信号是RLSprimsp.wav，参考麦克风录制的参考噪声是

RLSrefns.wav，用matlab指令读取； （3）根据算法编写相应的MATLAB程序；

（4）算法仿真收敛以后，得到增强的语音信号； （5）用matlab指令回放增强后的语音信号； （6）分别对增强前后的语音信号作频谱分析。

参考书：

[1] 刘泉,《信号与系统》, 高等教育出版社, 2006年。 [2] 刘泉,《数字信号处理》,电子工业出版社,2008年。

[3]Edward W. Kamen, Bonnie S.Heck编,《信号与系统基础——应用Web和MATLAB（第二版）》，科学出版社，2002 年。

时间安排:

序号 1 2 3 设计内容 根据设计任务，分析电路原理，确定实验方案 根据实验条件进行电路的测试，并对结果进行分析 撰写课程设计报告 合计 所用时间 2天 7天 1天 2周 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

武汉理工大学《信息处理课群综合训练与设计》课程设计说明书

目 录

摘要 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------I

Abstract -------------------------------------------------------------------------------------------------- II 1 绪论 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 2 信号处理基本原理 ---------------------------------------------------------------------------------- 2

2.1自适应滤波器组成 --------------------------------------------------------------------------- 2 2.2自适应滤波原理 ------------------------------------------------------------------------------ 2 2.3RLS算法基本原理 --------------------------------------------------------------------------- 3 3 方案设计 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 6

3.1最小二乘算法RLS算法实现 -------------------------------------------------------------- 6 3.2 RLS算法程序程序设计 -------------------------------------------------------------------- 8 4 RLS算法滤波方案实现 ----------------------------------------------------------------------------- 9

4.1信号的获取 ------------------------------------------------------------------------------------ 9 4.2读取语音文件 --------------------------------------------------------------------------------- 9 4.3RLS算法实现 --------------------------------------------------------------------------------- 9 4.4提取语音信号 ------------------------------------------------------------------------------- 10 5仿真结果与分析 ------------------------------------------------------------------------------------ 13

5.1原始音频信号 ------------------------------------------------------------------------------- 13 5.2麦克风主语音信号 ------------------------------------------------------------------------- 14 5.3噪声语音信号 ------------------------------------------------------------------------------- 15 5.4降噪后语音信号 ---------------------------------------------------------------------------- 16 5.5信号处理分析 ------------------------------------------------------------------------------- 17

5.5.1原始语音信号与主语音信号分析 ---------------------------------------------- 17 5.5.2主语音信号与降噪后语音信号分析 ------------------------------------------- 18 5.5.3原始语音信号与降噪后语音信号分析 ---------------------------------------- 19

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6心得体会 --------------------------------------------------------------------------------------------- 20 参考文献 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 21 附录 源程序 ------------------------------------------------------------------------------------------- 22

武汉理工大学《信息处理课群综合训练与设计》课程设计说明书

摘要

本次课程设计要求使用MATLAB软件，运用自适应滤波中的RLS算法实现麦克风降噪。旨在培养我们使用计算机处理庞大的数据的能力和熟悉MATLAB在信息技术中的应用。

自适应滤波器是统计信号处理的一个重要组成部分。在实际应用中，有可能没有足够的信息来设计滤波器，而RLS算法可以通过前一时刻的滤波器参数，根据估计误差自动调节现时刻的参数，使某代价函数最小，达到滤波最佳。本文着重介绍RLS算法原理以及它的编程实现，最后利用RLS算法实现了单通道的自适应噪声消除。

经调试编译，得到降噪后的语音信号以及增强前后语音信号波形及频谱，最终成功实现基于RLS的语音降噪。

关键词：MATLAB，自适应滤波，RLS算法，麦克风降噪

I

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Abstract

This course design requires the use of MATLAB software, and using the RLS adaptive filter algorithm to realize the microphone noise reduction. Aims to cultivate the ability to deal with huge data we use the computer and familiar with MATLAB in the application of information technology.

Adaptive filter is an important component of statistical signal processing. In practice, there may not have enough information to design filter, and a moment before the adoption of the RLS algorithm can filter parameters, according to the estimation error automatically adjust the parameters of the moment, make a cost function minimum, to obtain good filtering. This paper introduces the principle of RLS algorithm and its programming, finally using RLS algorithm has realized the single channel adaptive noise cancellation.

The debug compilation, after get noise speech signal and enhance speech signal waveform and spectrum before and after, finally to achieve voice noise reduction based on RLS.

Keywords: MATLAB, adaptive filter, RLS algorithm, microphone noise reduction

II

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