【正文】 plot(f,abs(Z(1:n/2)))。 title(39。濾波后的信號(hào)頻譜39。)。xlabel(39。Hz39。)。wavwrite(z,fs,39。 H:\39。)。（4）漢明窗的FIR低通濾波使用窗函數(shù)法,選用海明窗設(shè)計(jì)了數(shù)字FIR低通濾波器對(duì)加了正弦噪聲的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，并繪制了濾波器濾波后的語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域圖和頻譜圖。%FIR濾波 [x,fs,bits]=wavread(39。H:39。)。n=length(x)。wp=*pi。ws=*pi。wdelta=wswp。N=ceil(*pi/wdelta)。 %取整t=0:(size(x)1)。wn=(+)*pi/2。b=fir1(N,wn/pi,hamming(N+1))。 %選擇窗函數(shù)，并歸一化截止頻率f1=fftfilt(b,x)。figure(1)freqz(b,1,512)[h1,w1]=freqz(b,1)。plot(w1*fs/(2*pi),20*log10(abs(h1)))。figure(2)subplot(2,1,1)plot(t,x)title(39。濾波前的時(shí)域波形39。)。subplot(2,1,2)plot(t,f1)。title(39。濾波后的時(shí)域波形39。)。sound(f1)。 %播放濾波后的語(yǔ)音信號(hào)F0=fft(f1,1024)。f=fs*(0:511)/1024。figure(3)y2=fft(x,1024)。subplot(2,1,1)。plot(f,abs(y2(1:512)))。 %畫(huà)出濾波前的頻譜圖title(39。濾波前的頻譜39。)xlabel(39。Hz39。)。ylabel(39。fuzhi39。)。subplot(2,1,2)F1=plot(f,abs(F0(1:512)))。 %畫(huà)出濾波后的頻譜圖title(39。濾波后的頻譜39。)xlabel(39。Hz39。)。ylabel(39。fuzhi39。)。wavwrite(f1,fs,39。h:39。)。 語(yǔ)音信號(hào)的延時(shí)與混響一、信號(hào)采樣（1）采樣頻率采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本，采樣頻率越高，即采樣的間隔時(shí)間越短，則在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)就越多，對(duì)聲音波形的表示也越精確。只有采樣頻率高于聲音信號(hào)最高頻率的兩倍時(shí)，才能把數(shù)字信號(hào)表示的聲音還原成為原來(lái)的聲音。（2）采樣位數(shù)即采樣值或取樣值，用來(lái)衡量聲音波動(dòng)變化的參數(shù)，是指聲卡在采集和播放聲音文件時(shí)所使用數(shù)字聲音信號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)。聲卡的位客觀地反映了數(shù)字聲音信號(hào)對(duì)輸入聲音信號(hào)描述的準(zhǔn)確程度。聲卡的主要的作用之一是對(duì)聲音信息進(jìn)行錄制與回放，在這個(gè)過(guò)程中采樣的位數(shù)和采樣的頻率決定了聲音采集的質(zhì)量。二、混響與延遲(1)混響效果主要是用于增加音源的融合感。自然音源的延時(shí)聲陣列非常密集、復(fù)雜，所以模擬混響效果的程序也復(fù)雜多變。常見(jiàn)參數(shù)有以下幾種：混響時(shí)間：能逼真的模擬自然混響的數(shù)碼混響器上都有一套復(fù)雜的程序，其上雖然有很多技術(shù)參數(shù)可調(diào)，然而對(duì)這些技術(shù)參數(shù)的調(diào)整都不會(huì)比原有的效果更為自然，尤其是混響時(shí)間。高頻滾降：此項(xiàng)參數(shù)用于模擬自然混響當(dāng)中，空氣對(duì)高頻的吸收效應(yīng)，以產(chǎn)生較為自然的混響效果。~。此值較高時(shí)，混響效果也較接近自然混響；此值較低時(shí)，混響效果則較清澈。擴(kuò)散度：此項(xiàng)參數(shù)可調(diào)整混響聲陣密度的增長(zhǎng)速度，其可調(diào)范圍為0~10，其值較高時(shí)，混響效果比較豐厚、溫暖；其值較低時(shí)，混響效果則較空曠、冷僻。預(yù)延時(shí)：自然混響聲陣的建立都會(huì)延遲一段時(shí)間，預(yù)延時(shí)即為模擬次效應(yīng)而設(shè)置。聲陣密度：此項(xiàng)參數(shù)可調(diào)整聲陣的密度，其值較高時(shí)，混響效果較為溫暖，但有明顯的聲染色；其值較低時(shí)，混響效果較深邃，切聲染色也較弱。頻率調(diào)制：這是一項(xiàng)技術(shù)性的參數(shù)，因?yàn)殡娮踊祉懙穆曣嚸芏缺茸匀换祉懴∈瑁瑸榱耸够祉懙穆曇舯容^平滑、連貫，需要對(duì)混響聲陣列的延時(shí)時(shí)間進(jìn)行調(diào)制。此項(xiàng)技術(shù)可以有效的消除延時(shí)聲陣列的段裂聲，可以增加混響聲的柔和感。調(diào)治深度：指上述調(diào)頻電路的調(diào)治深度。(2)延時(shí)就是將音源延遲一段時(shí)間后，再欲播放的效果處理。依其延遲時(shí)間的不同，可分別產(chǎn)生合唱、鑲邊、回音等效果。當(dāng)延遲時(shí)間在3~35ms之間時(shí)人耳感覺(jué)不到滯后音的存在，并且他與原音源疊加后，會(huì)因其相位干涉而產(chǎn)生梳狀濾波效應(yīng)，這就是鑲邊效果。如果延遲時(shí)間在50ms以上時(shí)，其延遲音就清晰可辨，此時(shí)的處理效果才是回音?；匾籼幚硪话愣际怯糜诋a(chǎn)生簡(jiǎn)單的混響效果。延時(shí)、合唱、鑲邊、回音等效果的可調(diào)參數(shù)都差不多，具體有以下幾項(xiàng)：*延時(shí)時(shí)間（Dly），即主延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間調(diào)整。*反饋增益（FB Gain），即延時(shí)反饋的增益控制。*反饋高頻比（Hi Ratio），即反饋回路上的高頻衰減控制。*調(diào)制頻率（Freq），指主延時(shí)的調(diào)頻周期。*調(diào)制深度（Depth），指上述調(diào)頻電路的調(diào)制深度。*高頻增益（HF），指高頻均衡控制。*預(yù)延時(shí)（Ini Dly），指主延時(shí)電路預(yù)延時(shí)時(shí)間調(diào)整。*均衡頻率（EQ F），這里的頻率均衡用于音色調(diào)整，此為均衡的中點(diǎn)頻率選擇。由于延時(shí)產(chǎn)生的效果都比較復(fù)雜多變，如果不是效果處理專(zhuān)家，建議使用設(shè)備提供的預(yù)置參數(shù)，因?yàn)檫@些預(yù)置參數(shù)給出的處理效果一般都比較好。三、離散傅立葉變換在MATLAB的信號(hào)處理工具箱中函數(shù)FFT和IFFT用于快速傅立葉變換和逆變換。下面介紹這些函數(shù)。函數(shù)FFT用于序列快速傅立葉變換。函數(shù)的一種調(diào)用格式為 y=fft(x)其中，x是序列，y是序列的FFT，x可以為一向量或矩陣，若x為一向量，y是x的FFT。且和x相同長(zhǎng)度。若x為一矩陣，則y是對(duì)矩陣的每一列向量進(jìn)行FFT。如果x長(zhǎng)度是2的冪次方，函數(shù)fft執(zhí)行高速基－2FFT算法；否則fft執(zhí)行一種混合基的離散傅立葉變換算法，計(jì)算速度較慢。函數(shù)FFT的另一種調(diào)用格式為 y=fft(x,N)式中，x，y意義同前，N為正整數(shù)。函數(shù)執(zhí)行N點(diǎn)的FFT。若x為向量且長(zhǎng)度小于N，則函數(shù)將x補(bǔ)零至長(zhǎng)度N。若向量x的長(zhǎng)度大于N，則函數(shù)截短x使之長(zhǎng)度為N。若x 為矩陣，按相同方法對(duì)x進(jìn)行處理。經(jīng)函數(shù)fft求得的序列y一般是復(fù)序列，通常要求其幅值和相位。MATLAB提供求復(fù)數(shù)的幅值和相位函數(shù)：abs，angle，這些函數(shù)一般和FFT同時(shí)使用。函數(shù)abs(x)用于計(jì)算復(fù)向量x的幅值，函數(shù)angle(x)用于計(jì)算復(fù)向量的相角，介于 和 之間，以弧度表示。函數(shù)unwrap(p)用于展開(kāi)弧度相位角p ,當(dāng)相位角絕對(duì)變化超過(guò) 時(shí)，函數(shù)把它擴(kuò)展至 。用MATLAB工具箱函數(shù)fft進(jìn)行頻譜分析時(shí)需注意：（1） 函數(shù)fft返回值y的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱性。（2） 頻率計(jì)算。（3） 作FFT分析時(shí)，幅值大小與FFT選擇點(diǎn)數(shù)有關(guān)，但不影響分析結(jié)果。四、濾波器設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)用IIR濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，函數(shù)名為filter函數(shù)filter的調(diào)用格式為 y=filter(b,a,x)該格式采用數(shù)字濾波器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，既可以用于IIR濾波器，也可以用于FIR濾波器。其中向量b和a分別表示系統(tǒng)函數(shù)的分子、分母多項(xiàng)式的系數(shù)，若a＝1，此時(shí)表示FIR濾波器，否則就是IIR濾波器。該函數(shù)是利用給出的向量b和a，對(duì)x中的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，結(jié)果放入向量y。（1）單回聲濾波器回音可以由簡(jiǎn)單的延時(shí)單元產(chǎn)生。直達(dá)聲和在R抽樣周期后出現(xiàn)的一種單個(gè)回音，可以用FIR濾波器產(chǎn)生，微分方程為：y[n]=x[n]+αx[nR] |α|1傳輸函數(shù)為：H(z)=1+αzR傳遞函數(shù)的幅頻響應(yīng)形狀象梳子，這種濾波器又叫梳狀濾波器。（2）多重回聲濾波器為了產(chǎn)生以間隔R個(gè)抽樣周期分開(kāi)的具有指數(shù)衰減振幅的多重回聲，可用一個(gè)以下形式傳輸函數(shù)的FIR濾波器： 無(wú)限個(gè)振幅以指數(shù)衰減間隔為R個(gè)抽樣周期的多重回聲可用以下形式傳輸函數(shù)的IIR濾波器生成： IIR多重回聲濾波器的基本頻率FR=Fs/R，通常鎖定在伴音設(shè)備的基頻上，比如基鼓拍子。（3）無(wú)限個(gè)回聲濾波器的系統(tǒng)函數(shù): , 1 （4）全通結(jié)構(gòu)的混響器的系統(tǒng)函數(shù):全通濾波器的傳遞函數(shù)公式為H(Z)=y(Z)/X(Z)=(K+Z^(m))/(1K*Z^(m))其中m為回聲延時(shí)取樣，k為反饋系數(shù)。用直接1型表示這個(gè)傳遞函數(shù)則為：y(n)=k*x(n)+x(nm)+k*y(nm)可見(jiàn)其實(shí)際上是一個(gè)簡(jiǎn)單的IIR濾波器，時(shí)間n的輸出有時(shí)間n的輸入和m點(diǎn)之前的輸入與輸出計(jì)算而得。由于這個(gè)IIR濾波器的頻率響應(yīng)為水平直線，所以被稱為全通濾波器。原始語(yǔ)音信號(hào)時(shí)域波形和頻譜[y,fs,bits]=wavread(39。39。)。%用于讀取語(yǔ)音，采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率(Hz)，bits表示采樣位數(shù)。sound(y,fs,bits)。%播放原始信號(hào)Y=fft(y)。%對(duì)原始信號(hào)取傅里葉變換subplot(2,2,1:2)。plot(y)。title(39。原始信號(hào)時(shí)域波形39。)。subplot(2,2,3)。plot(abs(Y))。title(39。原始信號(hào)幅頻39。)。subplot(2,2,4)。plot(angle(Y))。title(39。原始信號(hào)相頻39。)。采樣后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜[y,fs,bits]=wavread()。Y=fft(y,6001)。%抽取6001點(diǎn)subplot(2,2,1:2)。plot(y)。title(39。采樣信號(hào)時(shí)域波形39。)。subplot(2,2,3)。plot(abs(Y))。title(39。采樣信號(hào)幅頻39。)。subplot(2,2,4)。plot(angle(Y))。title(39。采樣信號(hào)相頻39。)。sound(y,fs,bits)。%回放采樣信號(hào)對(duì)采樣后的信號(hào)延時(shí)[y,fs,bits]=wavread(39。)。z=[zeros(3000,1)。y]。%延遲3000Z=fft(z,6001)。subplot(2,2,1:2)。plot(z)。title(39。延時(shí)后時(shí)域波形39。)。subplot(2,2,3)。plot(abs(Z))。title(39。延時(shí)后幅頻39。)。subplot(2,2,4)。plot(angle(Z))。title(39。延時(shí)后相頻39。)。sound(y,fs,bits)。%回放延遲信號(hào)對(duì)采樣后的信號(hào)混響[y,fs,bits]=wavread(39。)。z=[zeros(3000,1)。y]。y=[y。zeros(3000,1)]。%補(bǔ)3000y1=y+z。%將原始信號(hào)與延遲信號(hào)相加，產(chǎn)生混響信號(hào)Y1=fft(y1,6001)。subplot(2,2,1:2)。plot(y1)。title(39?；祉懙臅r(shí)域波形39。)。subplot(2,2,3)。plot(abs(Y1))。title(39。混響的幅頻39。)。subplot(2,2,4)。plot(angle(Y1))。title(39?；祉懙南囝l39。)。sound(y,fs,bits)。%回放混響信號(hào)單回聲濾波器程序設(shè)計(jì)[y,fs,bits]=wavread(39。)。z=[zeros(3000,1)。y]。y=[y。zeros(3000,1)]。a=。R=5000。%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz1=[1,zeros(1,R1),a]。%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az1=(1)。%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母y2=filter(Bz1,Az1,y)。%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù) Y2=fft(y2,6001)。[h,w]=freqz(Bz1,Az1)。%求設(shè)計(jì)的濾波器頻譜subplot(3,2,1)。plot(abs(h))。title(39。單回聲濾波器幅頻響應(yīng)39。)。subplot(3,2,2)。 plot(angle(h))。title(39。單回聲濾波器相頻響應(yīng)39。)。subplot(3,2,3:4)。plot(y2)。title(39。單回聲濾波器時(shí)域圖 39。)。subplot(3,2,5)。plot(abs(Y2))。title(39。單回聲濾波器幅頻 39。)。subplot(3,2,6)。plot(angle(Y2))。title(39。單回聲濾波器相頻 39。)。sound(y2,fs,bits)。 多重回聲濾波器程序設(shè)計(jì)[y,fs,bits]=wavread(39。)。z=[zeros(3000,1)。y]。y=[y。zeros(3000,1)]。a=。N=5。R=9000。%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz1=[1,zeros(1,N*R1),a^N]。%多重回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az1=[1,zeros(1,R1),a]。%多重回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母y2=filter(Bz1,Az1,y)。Y2=fft(y2,6001)。[h,w]=freqz(Bz1,Az1)。subplot(3,2,1)。plot(abs(h))。title(39。多重回聲濾波器幅頻響應(yīng)39。)。subplot(3,2,2)。 plot(angle(h))。title(39。多重回聲濾波器相頻響應(yīng)39。)。subplot(3,2,3:4)。plot(y2)。title(39。多重回聲濾波器時(shí)域圖 39。)。subplot(3,2,5)。plot(abs(Y2))。title(39。多重回聲濾波器幅頻 39。)。subplot(3,2,6)。plot(angle(Y2))。title(39。多重回聲濾波器相頻 39。)。sound(y2,fs,bits)。 無(wú)限個(gè)回聲濾波器程序設(shè)計(jì)[y,fs,bits]=wavread(39。])。z=[zeros(3000,1)。y]。y=[y。zeros(3000,1)]。a=。R=5000。%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz=[0,zeros(1,R1),1]。%無(wú)限個(gè)回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)