【導(dǎo)讀】《數(shù)字信號(hào)處理》課程設(shè)計(jì)。讀取音樂信號(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。sound;%聽原始音樂信號(hào)。F1=fft(x,N);%做音樂信號(hào)的N點(diǎn)快速傅里葉變換。w=2/N*[0:N-1];%w為連續(xù)頻譜的數(shù)字角頻率橫坐標(biāo)。%不同抽樣頻率下聽取的音樂信號(hào)。4．輸出結(jié)果分析。從音譜可看到音樂信號(hào)分布在整個(gè)時(shí)間軸上，幅值分布有規(guī)律；從頻譜可看到音樂信號(hào)主要分布在低頻段，高頻成分較少，在。5．回放聲音信號(hào)特征的描述和解釋。度播放的快了，播放時(shí)間也比原來縮短了，而且音樂中聽到的更。而且播放時(shí)間也比原來延長了。如果繼續(xù)降低抽樣率，當(dāng)抽樣率。變?yōu)樵瓉淼奈宸种粫r(shí)，已經(jīng)不能辨別出音樂信號(hào)了，且播放時(shí)。D=2;j=0;%取減抽樣的間隔為2. fori=1:D:length%對原始的音樂信號(hào)每隔2個(gè)點(diǎn)抽一次樣

　　

【正文】 Magnitude0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 20100020203000布萊克曼窗濾除余弦噪聲后音樂信號(hào)頻域波形Fr e q u e n c yMagnitude 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 05 0 . 500 . 5隨機(jī)白噪聲時(shí)域波形T i m eMagnitude0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 20200400600隨機(jī)白噪聲頻域波形Fr e q u e n c yMagnitude 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 0521012混疊隨機(jī)白噪聲音樂信號(hào)時(shí)域波形T i m eMagnitude0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 20100020203000混疊隨機(jī)白噪聲音樂信號(hào)頻域波形Fr e q u e n c yMagnitude 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 100 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4數(shù)字巴特沃斯濾波器D i g i t a l Fr e q u e n c y / p iMagnitude 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 0521012巴特沃斯濾除隨機(jī)白噪聲后音樂信號(hào)時(shí)域波形T i m eMagnitude0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 20100020203000巴特沃斯濾除隨機(jī)白噪聲后音樂信號(hào)頻域波形Fr e q u e n c yMagnitude 4. 輸出結(jié)果 從音樂信號(hào)的波形圖上可以看出，當(dāng)在原始的音樂信號(hào)上疊加三余弦噪聲時(shí)，不能判斷是否疊加噪聲；但當(dāng)音樂信號(hào)上疊加白噪聲時(shí)，可明顯看出疊加過白噪聲之后的音樂信號(hào)波形圖的幅度變成了幾乎為均勻分布。從濾波之后的波形圖可看出， 疊加三余弦的音樂信號(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信號(hào)濾波之后恢復(fù)的波形不好，仍疊加有噪聲。 5． 回放聲音信號(hào)特征的描述和解釋 播放疊加過三余弦的音樂信號(hào)中可以聽出，并不是所有 的頻率點(diǎn)都有噪聲，只是某些頻率點(diǎn)有噪聲，且低頻段幾乎無噪聲；用布萊克曼窗進(jìn)行濾波，選擇合適的濾波參數(shù)，濾波之后音樂信號(hào)幾乎無噪聲，復(fù)原的音樂信號(hào)除了沒有原信號(hào)的聲音高之外，幾乎完全恢復(fù)原信號(hào)。 播放疊加過隨機(jī)白噪聲的音樂信號(hào)可聽出，所有的頻率點(diǎn)都含有噪聲，無論選用何種濾波器，無論參數(shù)如何選取，都不會(huì)濾除所有的噪聲，噪聲和音樂信號(hào)無法分開， 減小噪聲影響的同時(shí)，也會(huì)使輸出的音樂信號(hào)的幅值變小，聲音變低。 實(shí)驗(yàn)六 ：音樂信號(hào)的幅頻濾波和相頻分析 1. 實(shí)驗(yàn)方案 讀取兩個(gè)已截取的音樂信號(hào)，對其 中的一個(gè)分別進(jìn)行高頻濾波和低頻濾波，并播放濾波后的音樂信號(hào)，并輸出其波形和頻譜；然后將兩信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行重新組合，播放組合后的音樂信號(hào)。 2. 源程序 clear all。close all。clc。 [x,fs,bit]=wavread(39。F:\費(fèi)玉清 一剪梅 39。)。%讀取音樂信號(hào) [y,fs,bit]=wavread(39。F:\怒放的生命 汪峰 39。)。%讀取音樂信號(hào) % size(y) % size(x) y=y(:,1)。 %取單聲道信號(hào) x=x(:,1)。 N=length(y)。 %取處理的音樂信號(hào)的點(diǎn)數(shù) x=x(1:N)。 %x選取的點(diǎn)數(shù) % sound(x,fs)。 %播放音樂信號(hào) x figure subplot(2,1,1)。 plot(x) %輸出音樂信號(hào) x的連續(xù)波形 X=fft(x,N)。 Y=fft(y,N)。 grid on title(39。原始音樂信號(hào)時(shí)域波型 39。) xlabel(39。Time39。) ylabel(39。Magnitude39。) w=2/N*[0:N1]。 %連續(xù)頻譜的數(shù)字角頻率的橫坐標(biāo) subplot(2,1,2)。 plot(w,abs(X))。 %輸出音樂信號(hào) x的連續(xù)譜圖 grid on title(39。原始音樂信號(hào)頻域波型 39。) xlabel(39。Frequency/Hz39。) ylabel(39。Magnitude39。) Rp=1。Rs=15。%Rp為巴特沃斯濾波器的通帶內(nèi)最大波紋， Rs為阻帶內(nèi)最小衰減 [N1,Wc]=buttord(,Rp,Rs)。 %N1為濾波器的階數(shù)， Wc為巴特沃斯濾波器的截止頻率 [B,A]=butter(N1,Wc)。%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)。 %H為數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng) figure plot(W/pi,abs(H))。 %輸出濾波器的頻率響應(yīng) grid on title(39。數(shù)字巴特 沃斯濾波器 39。) xlabel(39。Digital Frequency/pi39。) ylabel(39。Magnitude39。) x1=filter(B,A,x)。 %用巴特沃斯濾波器濾除音樂信號(hào)中的高頻成分 %sound(x,fs)。 %播放濾除高頻成分之后的音樂信號(hào) figure subplot(2,1,1) plot(x)。 %輸出濾除高頻成分之后的音樂信號(hào)的連續(xù)波形 grid on title(39。巴特沃斯低通濾波后音樂信號(hào)時(shí)域波型 39。) xlabel(39。Time39。) ylabel(39。Magnitude39。) X1=fft(x1,N) subplot(2,1,2) plot(w,abs(X1))。%輸出濾除高頻成分之后的音樂信號(hào)的連續(xù)譜圖 grid on title(39。巴特沃斯低通濾波后音樂信號(hào)頻域波型 39。) xlabel(39。Frequency/Hz39。) ylabel(39。Magnitude39。) [N1,Wc]=buttord(,1,15)。% 為高頻巴特沃斯濾波器的高通轉(zhuǎn)折點(diǎn)， 為高通全通點(diǎn) [B,A]=butter(N1,Wc,39。high39。)。%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)。%H1為數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng) figure plot(W/pi,abs(H1))。 %輸出濾波器的頻率響應(yīng) x2=filter(B,A,x)。%用巴特沃斯高通濾波器濾除音樂信號(hào)中的低頻成分 sound(x2,fs)。 %播放濾除低頻成分之后的音樂信號(hào) figure subplot(2,1,1) plot(x2)。 %輸出濾除低頻成分之后的音樂信號(hào)的連續(xù)波形 grid on title(39。巴特沃斯高通濾波后音樂信號(hào)時(shí)域波型 39。) xlabel(39。Time39。) ylabel(39。Magnitude39。) X2=fft(x2,N)。 subplot(2,1,2) plot(w,abs(X2))。%輸出濾除低頻成分之后的音樂信號(hào)的連續(xù)譜圖 grid on title(39。巴特沃斯高通濾波后音樂信號(hào)頻域波型 39。) xlabel(39。Frequency/Hz39。) ylabel(39。Magnitude39。) F1=abs(X).*exp(j*angle(Y))。%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))。%取信號(hào) y的幅度，取信號(hào) x的相位組成新的信號(hào) f1=ifft(F1)。 %對 F1做傅里葉反變換 f2=ifft(F2)。 %對 F2做傅里葉反變換 % sound(real(f1),fs)。%播放 f1 sound(real(f2),fs)。%播放 f2 3. 輸出波形 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 051 0 . 500 . 51原始音樂信號(hào)時(shí)域波型T i m eMagnitude0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 20100020203000原始音樂信號(hào)頻域波型Fr e q u e n c y / H zMagnitude 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 100 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91數(shù)字巴特沃斯濾波器D i g i t a l Fr e q u e n c y / p iMagnitude 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 051 0 . 500 . 51巴特沃斯低通濾波后音樂信號(hào)時(shí)域波型T i m eMagnitude0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 20100020203000巴特沃斯低通濾波后音樂信號(hào)頻域波型Fr e q u e n c y / H zMagnitude 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 100 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5x 1 051 0 . 500 . 51巴特沃斯高通濾波后音樂信號(hào)時(shí)域波型T i m eMagnitude0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 20200400600800巴特沃斯高通濾波后音樂信號(hào)頻域波型Fr e q u e n c y / H zMagnitude 從音樂信號(hào)的時(shí)域波形上來看，因?yàn)樾盘?hào)中主要是由低頻信號(hào)組成的，因此經(jīng)過巴特沃斯低通濾波器之后看不出來波形的變化，但經(jīng)過高通濾波器之后就可以看出來音樂信號(hào)的幅度明顯減小了。 從頻 譜可以看出，經(jīng)過低通濾波器之后，音樂信號(hào)只剩下低頻成分了，經(jīng)過高通濾波器之后，音樂信號(hào)剩下的是高頻成分。 5． 回放聲音信號(hào)特征的描述和解釋 兩信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行重新組合后，播放組合后的音樂信號(hào)，雖然音樂與原信號(hào)都不同，但可以發(fā)現(xiàn)播放出的音調(diào)是由音樂信號(hào)的相位決定的。 . .