数字音乐采样报告.docx
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数字音乐采样报告
音乐采样实验
姓名：
罗金桃
学号：
20104836
专业：
集成电路设计与集成系统
学院：
通信工程学院
实验背景：
声音信号的采集与分析处理在工程应用中是经常需要解决的题,如何实时采集声音信号并对其分析处理,找出声音信号的特征在科学研究中是一项非常有意义的工作。
采样定理是信号处理中最重要的定理之一，通过采样定理，可以确定对原始信号的采样频率及采样周期，确保在对已采样信号进行恢复时不失真,又不浪费频带。
实验目的：
本实验旨在对采样定理进行初步验证，体会频谱混叠现象，并大致确定音频信号的最低采样频率。
实验内容：
本实验通过MATLAB软件，完成以下三项任务
1、用fs=44100HZ采集一段音乐
2、改变采样频率，用fs=5512HZ采集一段音乐，体会混叠现象
3、录制一段自己的声音，试验当fs=？
时，发生混叠
实验内容如下：
一、用44100HZ的频率对音乐进行采样，用如下程序对该音乐进行频率为44100HZ的采样：
clc;
[y,fs,nbits]=wavread（'ww.wav'）;%采样频率44100HZ
NFFT=2^nextpow2（length（y））;
fy=fft（y,NFFT）/length（y）;%fft变换，
p=2*abs（fy（1:
NFFT））;%abs取幅度
b=fs/2*linspace（0,1,NFFT）;%b定义一个数组，作为图像的横坐标
plot（b,p）;
sound（y,44100）;
图1,采样前
二、用5512HZ的频率对音乐进行采样
用实验一的程序对同一段音乐进行采样，将采样频率改为5512HZ，采样程序如下：
clc;
[y,fs,nbits]=wavread（'ww.wav'）;
y=y（1:
1000000）;
y1=y（1:
8:
end）;
figure;
NFFT=2^nextpow2（length（y1））;
fy=fft（y1,NFFT）/length（y1）;%fft变换，
p=2*abs（fy（1:
NFFT））;%abs取幅度
b=5512/2*linspace（0,1,NFFT）;%b定义一个数组，作为图像的横坐标
plot（b,p）;
wavwrite（y1,5512,'ww_0.wav'）;
sound（y1,5512）;
图2，5512HZ采样
播放音乐，与原始音乐相比，用5512HZ频率采样后的信号高频处有较多的杂音。
人耳能听到的音频信号的频率介于20——20000HZ之间，根据采样定理，原始信号频率fm与采样频率fs之间如满足fs>=2fm,则对已采样信号进行恢复时不会产生失真，实验一中的采样频率44100HZ>2*20000HZ，因此采样后恢复的信号不失真，几乎和原始信号一致；B实验中采样频率5512HZ不满足与原始信号频率的2倍关系，因此采样后恢复的信号在高频处有失真。
三、录制一段自己的声音并对其进行采样，测出大致的采样最低频率
clc;
[y,fs,nbits]=wavread（'recording.wav'）;
sound（y,fs）;%以44100HZ采样播放
figure;
NFFT=2^nextpow2（length（y））;
fy=fft（y,NFFT）/length（y）;%fft变换，
p=2*abs（fy（1:
NFFT））;%abs取幅度
b=fs/2*linspace（0,1,NFFT）;%b定义一个数组，作为图像的横坐标
plot（b,p）;
figure;
y1=y（1:
5:
end）;
NFFT=2^nextpow2（length（y1））;
fy=fft（y1,NFFT）/length（y1）;%fft变换，
p=2*abs（fy（1:
NFFT））;%abs取幅度
b=8820/2*linspace（0,1,NFFT）;
plot（b,p）;
figure;
y2=y（1:
10:
end）;
NFFT=2^nextpow2（length（y2））;
fy=fft（y2,NFFT）/length（y2）;%fft变换，
p=2*abs（fy（1:
NFFT））;%abs取幅度
b=4410/2*linspace（0,1,NFFT）;
plot（b,p）;
y3=y1（1,1:
end）;
y4=y2（1,1:
end）;
sound（y3,8820）;%以8820HZ采样播放
sound（y4,4410）;%以4410HZ采样播放
wavwrite（y1,8820,'recording0.wav'）;%以8820采样存储
wavwrite（y2,4410,'recording1.wav'）;%以4410采样存储
;;
图3，采样前
图4，8820HZ采样后
图5，4410HZ采样后
结果分析
以其原有的频率进行采样播放时，没有频谱混叠的现象，但只从听来看，在以5512hz进行采样的同时，时有明显的混叠的。
在操作过程中，有个问题就是虽然说搞出来啦，但是不确定这一现象是否为我们想要的那个。
原始信号频率fm与采样频率fs之间如满足fs>=2fm,则对已采样信号进行恢复时不会产生失真。
由图4可见，两个信号很接近，但相互影响还不大。
而图5，和图3相比，两个波形已经相互影响严重，也就是频谱混叠现象。
大致认为，频率就是8820左右。
实验收获：
通过使用MATLAB软件对音频信号进行采样与恢复，初步验证了采样定理，体会了频谱混叠现象，并测定了语音信号的采样频率，通过实践对采样定理有了深入的了解。
说明：
ww为原音乐，频率44100HZ。
ww_0为以频率5512采样的原音乐。
recording为我的录音。
recording0和recording1为不同的采样频率时的效果。
rty为程序。
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