數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告-基于matlab的語(yǔ)音信號(hào)的特技處理(編輯修改稿)
2024-12-16 01:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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。 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 *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。 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(chēng)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。 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 濾波器設(shè)計(jì) 單回聲濾波器的系統(tǒng)函數(shù)： H(z)= )(1 Rza ???? a 1 （ 31） 無(wú)限個(gè)回聲濾波器的系統(tǒng)函數(shù) : H(z)= )](1[)( RzaRz ?????? a 1 （ 32） 全通結(jié)構(gòu)的混響器的系統(tǒng)函數(shù) : H(z)= )](*1[)]([ RzaRza ?????? a 1 （ 33） 函數(shù) 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)利用 Windows下的錄音機(jī)或其他軟件，錄制一段自己的語(yǔ)音信號(hào)，時(shí)間控制在1s左右，并對(duì)錄制的信號(hào)進(jìn)行采樣。 (2)語(yǔ)音信號(hào)的頻譜分析，畫(huà)出采樣后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖。 (3)將信號(hào)加入延時(shí)和混響，再分析其頻譜，并與原始信號(hào)頻譜進(jìn)行 比較。 (4)設(shè)計(jì)幾種特殊類(lèi)型的濾波器：?jiǎn)位芈暈V波器，多重回聲濾波器，無(wú)限個(gè)回聲濾波器，全通結(jié)構(gòu)的混響器，并畫(huà)出濾波器的頻域響應(yīng)。 (5)用自己設(shè)計(jì)的濾波器對(duì)采集的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波。 (6)分析得到信號(hào)的頻譜，畫(huà)出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化。 (7)回放語(yǔ)音信號(hào)。 詳細(xì)流程圖 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 6 圖 32 語(yǔ)音信號(hào)的 特技處理 設(shè)計(jì)程序流程圖 4 代碼編寫(xiě) %原始信號(hào) x1=wavread(39。39。)。 %讀取信號(hào) figure。plot(x1)。title(39。原始信號(hào) 39。)。 sound(5*x1,40000)。 %對(duì) 原始 聲音的回放 用 wavread 從自己的電腦導(dǎo)入Windows 下 1s 語(yǔ)音信號(hào) 畫(huà)出采樣后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形與頻譜圖。 N=2020,和 調(diào)用 fft 函數(shù)快速傅里葉變換 。 對(duì)采樣后語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行延時(shí) 30，在調(diào)整采樣信號(hào)的長(zhǎng)度，兩者相加，就得到混響。 無(wú)限個(gè)回聲濾波器 Bz=[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1]。 Az=[1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,a]。 yy1=filter(Bz,Az,x)。 YY1=fft(yy1,2020)。 全通結(jié)構(gòu)的混響器 Bz1=[a,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1]。 Az1=[1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,a]。 yy2=filter(Bz1,Az1,x)。 YY2=fft(yy2,2020)。 單回聲濾波器 a=。 y2=x+z*。 Y2=fft(y2,2020)。 sound(yy1,fs,bits)。 sound(yy2,fs,bits)。 sound(y2,fs,bits)。 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 7
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