MATLAB实现的LMS自适应滤波器噪声抵消系统

资 源 简 介

该项目基于最小均方(LMS)算法开发自适应滤波器，支持实时与离线双模式噪声抵消。通过主信号和参考噪声双路输入，可动态调整滤波器参数，有效提升信号质量。

详 情 说 明

基于LMS自适应滤波的实时噪声抵消系统

项目介绍

本项目实现了一个基于最小均方(LMS)算法的自适应噪声抵消系统。系统能够有效分离混合信号中的有用信号与噪声，支持实时处理和离线批处理两种工作模式。通过双路输入（主信号+参考噪声）和可调滤波器参数，为用户提供灵活的噪声抵消解决方案，并实时展示处理效果和性能指标。

功能特性

• 核心算法：基于LMS自适应滤波算法，实现高效的噪声抵消
• 双模式处理：支持实时信号处理和离线批处理两种工作模式
• 参数可调：提供步长因子(μ)和滤波器阶数(N)的可调节界面
• 多格式输入：支持.wav音频文件和.mat数据文件作为输入源
• 可视化分析：实时显示原始信号、参考噪声和降噪信号的时域/频域对比
• 性能评估：计算信噪比改善程度，展示均方误差收敛曲线
• 动态演示：提供自适应滤波器系数收敛过程的动画演示

使用方法

1. 输入信号配置

- 主输入信号：包含有用信号和噪声的混合信号 - 参考噪声输入：与主信号中噪声相关的参考噪声信号

1. 参数设置

- 步长因子μ：取值范围0<μ<1，控制收敛速度和稳定性 - 滤波器阶数N：正整数，决定滤波器的复杂度

1. 模式选择

- 实时处理模式：适用于实时音频流处理 - 批处理模式：适用于已录制的文件批量处理

1. 结果输出

- 降噪后的纯净信号（可保存为.wav或.mat格式） - 信号对比图和频谱分析图 - 性能指标报告和收敛曲线

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱
• 音频处理工具箱（用于音频文件操作）
• 实时处理模式需要音频输入设备支持

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括信号读取与预处理、LMS滤波器参数配置、实时与批处理模式切换、噪声抵消算法执行、时频域信号可视化、性能指标计算与显示，以及结果数据的输出保存。该文件作为系统的主要入口，协调各功能模块协同工作，提供完整的用户交互界面。