【正文】 plot(x1)。j=0。Frequency/Hz39。 %連續(xù)頻譜的數(shù)字角頻率的橫坐標(biāo) figure plot(w,abs(F1))。Magnitude39。減抽樣前音樂(lè)信號(hào)時(shí)域波型 39。%讀取音樂(lè)信號(hào) size(x) x=x(:,1)。clc。如果繼續(xù)降低抽樣率，當(dāng)抽樣率變?yōu)樵瓉?lái)的五分之一時(shí)，已經(jīng)不能辨別出音樂(lè)信號(hào)了，且播放時(shí)間比原來(lái)更長(zhǎng)。 sound(x,fs/2)。Frequency/Hz39。 %做音樂(lè)信號(hào)的 N點(diǎn)快速傅里葉變換 w=2/N*[0:N1]。Time39。 %獲取單聲道音樂(lè)信號(hào) N=length(x)。F:\費(fèi)玉清 一剪梅 39。 《數(shù)字信號(hào)處理》課程設(shè)計(jì) 作 業(yè) 院系：物理工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù) 班級(jí)： 1 學(xué)號(hào)： 20202250103 姓名：馮軍美 實(shí)驗(yàn)一：音樂(lè)信號(hào)音譜和頻譜的觀察 讀取音樂(lè)信號(hào)并將信號(hào)裝換為單聲道的，并輸出信號(hào)的波形圖和頻譜圖 % clear all。)。 %N為音樂(lè)信號(hào)的長(zhǎng)度 figure plot(x) %畫(huà)音樂(lè)信號(hào)的連續(xù)波形 grid on %產(chǎn)生虛線格 title(39。) %x坐標(biāo) ylabel(39。 %w為連續(xù)頻譜的數(shù)字角頻率橫坐標(biāo) figure plot(w,abs(F1)) %連續(xù)頻譜圖 grid on title(39。) ylabel(39。 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 051 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81音樂(lè)信號(hào)時(shí)域波型T i m eMagnitude 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2050010001500202025003000音樂(lè)信號(hào)頻域波型Fr e q u e n c y / H zMagnitude 4． 輸出結(jié)果分析 從音譜可看到音樂(lè)信號(hào)分布在整個(gè)時(shí)間軸上，幅值分布有規(guī)律； 從頻譜可看到音樂(lè)信號(hào) 主要分布在低頻段，高頻成分較少，在 以后幾乎無(wú)音樂(lè)信號(hào) 的頻譜成分了 5． 回放聲音信號(hào)特征的描述和解釋 當(dāng) 抽樣率變?yōu)樵瓉?lái)的 2后，可聽(tīng)出音樂(lè)信號(hào)，但音樂(lè)明顯比原來(lái)速度播放的快 了， 播放時(shí)間也比原來(lái)縮短了， 而且音樂(lè)中聽(tīng)到的更多的是高頻成分。 實(shí)驗(yàn)二：音樂(lè)信號(hào)的抽取 1. 實(shí)驗(yàn)方案 讀取音樂(lè)信號(hào)之后將信號(hào)變?yōu)閱温暤佬盘?hào)，分別取不同的抽樣間隔對(duì)原因有信號(hào)進(jìn)行減抽樣，并輸出減抽樣后信號(hào)的波形圖和頻譜圖，同時(shí)播放信號(hào) 。 [x,fs,bit]=wavread(39。 %取雙聲道信號(hào)的第一列 sound(x,fs)。) xlabel(39。) N=length(x)。 %原信號(hào)的頻譜圖 grid on title(39。) ylabel(39。 %取減抽樣的間隔為 2 for i=1:D:length(x) %對(duì)原始的音樂(lè)信號(hào)每隔 2個(gè)點(diǎn)抽一次樣 j=j+1。 %輸出減抽樣 后未混疊的信號(hào)的連續(xù)波形 grid on title(39。) ylabel(39。減抽樣后不混疊的音樂(lè)信號(hào)頻域波型 39。Magnitude39。 x2(j)=x(i)。) xlabel(39。) F3=fft(x2,N)。Frequency/Hz39。 從頻域分析，可明顯看出 取不同的抽樣間隔對(duì)信號(hào)的影響的不同。隨著抽樣間隔 的增加，當(dāng)抽樣間隔增加到 6時(shí)，可看到頻譜已開(kāi)始發(fā)生混疊，但播放的音樂(lè)信號(hào)并未 發(fā)生太大改變。 實(shí)驗(yàn)三：音樂(lè)信號(hào)的 AM 調(diào)制 1． 實(shí)驗(yàn)方案 讀取音樂(lè)信號(hào)之后，輸出音樂(lè)信號(hào)的頻譜圖，觀察音樂(lè)信號(hào)的頻率上限，分別選取調(diào)制合適的調(diào)制頻率 、產(chǎn)生混疊時(shí)的極低頻調(diào)制頻率 制頻率 ，觀察調(diào)制后的頻率圖，并播放調(diào)制后的音樂(lè)信號(hào)。F:\費(fèi)玉清 一剪梅 39。 %獲取單聲道信號(hào) N=length(x)。) xlabel(39。) F1=fft(x,N)。) xlabel(39。) n=0:N1。余弦信號(hào)頻域波型 39。Magnitude39。 plot(x2) %輸出調(diào)制后的信號(hào)的波形 F3=fft(x2,N)。Time39。) xlabel(39。) n=0:N1。余弦信號(hào)頻域波型 39。Magnitude39。 plot(x4) %輸出低頻調(diào)制后的信號(hào)的波形 F4=fft(x4,N)。Time39。) xlabel(39。) x5=cos(*pi*n)。) xlabel(39。) x6=x.*x539。 %對(duì)高頻調(diào)制后的進(jìn)行 N點(diǎn) fft變換 grid on title(39。) subplot(2,1,2)。Frequency/Hz39。 從輸出頻譜上看，音樂(lè)信號(hào)的截止頻率為 ，當(dāng)余弦信號(hào)的調(diào)制頻率為 — ，輸出的音樂(lè)信號(hào)的頻譜不會(huì)發(fā)生混疊。 5． 回放聲音信號(hào)特征的描述和解釋 當(dāng)調(diào)制信號(hào)的頻率為 ，播放出來(lái)的調(diào)制信 號(hào)的 聲音 比較高，低頻成分占主要部分 ，但音樂(lè)信號(hào)中混雜有調(diào)制信號(hào)的雜音 ；當(dāng)調(diào)制信號(hào)的頻率為 ，播放出來(lái)的音樂(lè)信號(hào)聲音明顯減小，且音樂(lè)信號(hào)中混有調(diào)制信號(hào)的雜音；當(dāng)調(diào)制信號(hào)的頻率為 ，播放出來(lái)的音樂(lè)信號(hào)聲音又減小，但音調(diào)變得很尖，此時(shí)高頻占主要成分，但音樂(lè)信號(hào)中仍混有調(diào)制信號(hào)的噪音。clc [x,fs,bit]=wavread(39。 %獲取單聲道音樂(lè)信號(hào) sound(x,fs)。原始音樂(lè)信號(hào)時(shí)域波型 39。Magnitude39。) xlabel(39。) n=0:N1。余弦信號(hào)時(shí)域波型 39。Magnitude39。余弦信號(hào)頻域波型 39。Magnitude39。 grid on title(39。) ylabel(39。高頻調(diào)制后音樂(lè)信號(hào)頻域波型 39。Magnitude39。plot(X1)。Time39。plot(w,abs(F4))。Frequency/Hz39。Rs=15。 %H為數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng) figure subplot(1,1,1)。) xlabel(39。) y=filter(B,A,X1)。巴特沃斯濾波后音樂(lè)信號(hào)時(shí)域波型 39。Magnitude39。濾波后音樂(lè)信號(hào)頻域波型 39。Magnitude39。 %調(diào)用理想低通濾波器函數(shù) w2=boxcar(N2)。 %加窗設(shè)計(jì)布萊克曼窗濾波器 M=length(x)。 db2=20*log10(abs(fh2(1)./(abs(fh2)+eps))) 。矩形窗濾波器 39。DB39。 %輸 出濾波之后的音樂(lè)信號(hào)的連續(xù)波型 grid on title(39。) ylabel(39。plot(w2,abs(y1))。Frequency39。布萊克曼窗濾波器 39。DB39。 %輸出用布萊克曼 窗濾波之后的連續(xù)波形 grid on title(39。) ylabel(39。plot(w2,abs(y2))。Frequency39。 且濾波前后的波形的基本形狀保持不變。用三種不同的濾波器進(jìn)行濾波，盡管階數(shù)不同，但濾波后的音樂(lè)信號(hào)基本上能完全原音樂(lè)信號(hào)，且三種濾波器的復(fù)原效果幾乎無(wú)差別。close all。%讀取音樂(lè)信號(hào) x=x(:,1)。 %設(shè)定橫坐標(biāo) x1=cos(6000*pi*n)+cos(10000*pi*n)+cos(16000*pi*n)。 %輸出噪聲的連續(xù)波形 grid on title(39。) ylabel(39。 %為連續(xù)頻譜的數(shù)字角 頻率橫坐標(biāo) subplot(2,1,2)。) xlabel(39。) y1=x39。plot(y1)。Time39。 subplot(2,1,2)。) xlabel(39。) N2=33。 %產(chǎn)生布萊克曼窗函數(shù) h1=hd.*w139。矩形窗濾波器 39。Magnitude39。 figure subplot(2,1,1)。) xlabel(39。) subplot(2,1,2)。) xlabel(39。) x2=rand(N,1)。隨機(jī) 白噪聲時(shí)域波形 39。Magnitude39。 %輸出白噪聲的連續(xù)譜圖 grid on title(39。) ylabel(39。plot(y3)。Time39。 subplot(2,1,2)。) xlabel(39。) %sound(y3,fs)。 %B為巴特沃斯濾波器的分子， A為巴特沃斯濾波器的分母 [H,W]=freqz(B,A)。) xlabel(39。) Y3=filter(B,A,y3)。 %輸出濾波之后的音樂(lè)信號(hào)的連續(xù)波形 grid on title(39。) ylabel(39。plot(w,abs(F4))。Frequency39。從濾波之后的波形圖可看出， 疊加三余弦的音樂(lè)信號(hào)濾波后波形恢復(fù)的比較接近原始信號(hào)，但疊加白噪聲的音樂(lè)信號(hào)濾波之后恢復(fù)的波形不好，仍疊加有噪聲。 2. 源程序 clear all。F:\費(fèi)玉清 一剪梅 39。)。 %取處理的音樂(lè)信號(hào)的點(diǎn)數(shù) x=x(1:N)。 Y=fft(y,N)。Time39。 %連續(xù)頻譜的數(shù)字角頻率的橫坐標(biāo) subplot(2,1,2)。) xlabel(39。) Rp=1。%B為巴特沃斯低通濾波器的分子， A為巴特沃斯低通濾波器的分母 [H,W]=freqz(B,A)。) xlabel(39。) x1=filter(B,A,x)。巴特沃斯低通濾波后音樂(lè)信號(hào)時(shí)域波型 39。Magnitude39。) xlabel(39。) [N1,Wc]=buttord(,1,15)。%B 為巴特沃斯高通濾 波器的分子， A 為巴特沃斯高通濾波器的分母 [H1,W]=freqz(B,A)。 %播放濾除低頻成分之后的音樂(lè)信號(hào) figure subplot(2,1,1) plot(x2)。Time39。 subplot(2,1,2) plot(w,abs(X2))。Frequency/Hz39。%取信號(hào) x的幅度，取信號(hào) y的相位組成新的信號(hào) F2=abs(Y).*exp(j*angle(X))。%播放 f1 sound(real(f2),fs)。 . . . 。 從頻 譜可以看出，經(jīng)過(guò)低通濾波器之后，音樂(lè)信號(hào)只剩下低頻成分了