数字信号处理课程设计实验报告.docx

1、数字信号处理课程设计实验报告数字信号处理课程设计实验报告物理工程学院电子信息科学与技术1班20092250117柳炯1、音乐信号的音谱和频谱观察y,fs,bit=wavread(2);sound(y,fs); %播放音乐信号plot(y); %输出音乐信号的波形y1=y(:,1); %获取单声道信号M=512;fh1=fft(y1,M);w=2/M*0:M-1;figure;plot(w,abs(fh1); %输出音乐信号的频谱2、音乐信号的抽取（减抽样）y,fs,bit=wavread(2);sound(y,fs);figure;subplot(1,2,1);plot(y);title(原音

2、乐信号波形);y1=y(:,1);M=512;fh1=fft(y1,M);w=2/M*0:M-1;subplot(1,2,2);plot(w,fh1);title(原音乐信号频谱);grid on;j=0; d=10; %减抽样间隔 取3和10 代表混叠与非混叠 y3=y1(1:100000); %取前100000个点for i=1:d:length(y3); j=j+1; yd(j)=y1(i); endsound(yd,fs/d); figure;subplot(1,2,1);plot(yd);title(减抽样时域);fh2=fft(yd);l1=length(fh2);w2=2/l1*

3、(0:l1-1);subplot(1,2,2);plot(w2,abs(fh2);title(减抽样频域);3、音乐信号的AM调制和巴特沃斯IIR滤波器滤波w,fs,bit=wavread(2);w1=w(:,1);l=length(w1);ww=2/l*(0:l-1);n=0:length(w1)-1; t1=w1.*cos(0.6*pi*n); %调制T1=fft(t1);plot(t1);title(AM低/高频调制后波形);figure;plot(ww,abs(T1);title(AM低/高频调制后频谱);sound(t1,fs); t2=t1.*cos(0.6*pi*n); %解调T

4、2=fft(t2);figure;plot(t2);title(AM低/高频解调后波形);figure;plot(ww,abs(T2);title(AM低/高频解调后频谱);sound(t2,fs); N,wc=buttord(0.2,0.3,2,15); %滤波器参数选择b1,a=butter(N,wc); h,wi=freqz(b1,a); %根据参数确定滤波器的系统函数figure;plot(wi/pi,abs(h);title(iir滤波器频谱);%用iir对信号滤波 y=filter(b1,a,t2); %对解调后的信号滤波Y=fft(y);figure;plot(y);title(

5、低/高频解调滤波后时域);figure;plot(ww,abs(Y);title(低/高频解调滤波后的频域);sound(y,fs);用窗函数法设计FIR滤波器（矩形窗和布莱克曼窗） 理想低通滤波器的函数：function hd=ideal(N,wc)for n=0:N-1 if n=(N-1)/2 hd(n+1)=wc/pi; else hd(n+1)=sin(wc*(n-(N-1)/2)/(pi*(n-(N-1)/2); endend设计主程序：w,fs,bit=wavread(2);w1=w(:,1);n=0:length(w1)-1;t1=w1.*cos(0.6*pi*n); j1=t

6、1.*cos(0.6*pi*n);%用FIR对信号同步解调 N=9;wc=pi/4; % 用boxcar时 N取9 hd=ideal(N,wc); %理想低通滤波器 w=boxcar (N); %blackman和boxcar h=hd.*w; %求出滤波器的特性M=512;fh=fft(h,M);ww=2/M*(0:M-1);plot(ww,abs(fh); title(矩形窗fir滤波器频率响应); y=conv(j1,h); %解调后信号和滤波器做卷积Y=fft(y,M);figureplot(y);title(矩形窗fir滤波后时域);figureplot(ww,abs(Y);titl

7、e(矩形窗fir滤波后频域);sound(y,fs);三余弦和白噪声的实验y,fs,bit=wavread(2);y1=y(:,1);f=fft(y1);l=length(f);ww=2/l*(0:l-1);n=0:length(y1)-1;x=0.05*(cos(2*pi*3000*n/fs)+cos(2*pi*5000*n/fs)+cos(2*pi*8000*n/fs);fx1=fft(x);plot(ww,abs(fx1);title(三余弦噪声频谱);r=rand(size(y1),1)-0.5;fx2=fft(r);figureplot(ww,abs(fx2);title(随机白噪声

8、频谱); x1=y1+x; %叠加三余弦噪声figureplot(x1);title(加三余弦噪声的信号音谱);fx3=fft(x1);figureplot(ww,abs(fx3);title(加三余弦噪声的信号频谱); x2=y1+r; %叠加随机白噪声figureplot(x2);title(加白噪声的信号音谱);fx4=fft(x2);figureplot(ww,abs(fx4);title(加白噪声的信号频谱);sound(x1,fs);sound(x2,fs);三余弦噪声滤波y,fs,bit=wavread(2);y1=y(:,1);f=fft(y1);l=length(f);ww=

9、2/l*(0:l-1);n=0:length(y1)-1;x=0.05*(cos(2*pi*3000*n/fs)+cos(2*pi*5000*n/fs)+cos(2*pi*8000*n/fs);fx1=fft(x);plot(ww,abs(fx1);title(三余弦噪声频谱);x1=y1+x;figureplot(x1);title(加三余弦噪声的信号音谱);fx3=fft(x1);figureplot(ww,abs(fx3);title(加三余弦噪声的信号频谱);sound(x1,fs);N,wc=buttord(0.1,0.14,5,20);b1,a=butter(N,wc);R=fil

10、ter(b1,a,x1);fr=fft(R);figureplot(R);title(滤波去噪后信号的音谱);figureplot(ww,abs(fr);title(滤波去噪后信号频谱);sound(R,fs);随机白噪声滤波y,fs,bit=wavread(2);y1=y(:,1);f=fft(y1);l=length(f);ww=2/l*(0:l-1);n=0:length(y1)-1; r=rand(size(y1),1)-0.5; %随机白噪声的幅值取-0.5到0.5fx2=fft(r);figureplot(ww,abs(fx2);title(随机白噪声频谱);x2=y1+r;fig

11、ureplot(x2);title(加白噪声的信号音谱);fx4=fft(x2);figureplot(ww,abs(fx4);title(加白噪声的信号频谱);N,wc=buttord(0.06,0.1,2,20);b1,a=butter(N,wc); G=filter(b1,a,x2); %滤波fg1=fft(G);figureplot(G);title(滤波去噪后信号的音谱);figureplot(ww,abs(fg1);title(滤波去噪后信号频谱);sound(x2,fs);sound(G,fs);设计低通滤波器y,fs,bit=wavread(2);y1=y(:,1);fx1=f

12、ft(y1);l=length(fx1);ww=2/l*(0:l-1);figure;plot(ww,abs(fx1);title(原信号频谱);N,wc=buttord(0.1,0.15,1,20); b1,a=butter(N,wc);h,wi=freqz(b1,a);figure;plot(wi/pi,abs(h);title(滤波器特性曲线);y=filter(b1,a,y1);fx2=fft(y);figure;plot(ww,abs(fx2);title(滤波后频谱);sound(y1,fs);sound(y,fs);设计高通滤波器y,fs,bit=wavread(1);y1=y(

13、:,1);fx1=fft(y1);l=length(fx1);ww=2/l*(0:l-1);figure;plot(ww,abs(fx1);title(原信号频谱);N,wc=buttord(0.15,0.2,1,20); b1,a=butter(N,wc,high);h,wi=freqz(b1,a,whole);figure;plot(wi/pi,abs(h);title(滤波器特性曲线);y2=filter(b1,a,y1);fx2=fft(y2);figure;plot(ww,abs(fx2);title(滤波后频谱);sound(y1,fs);sound(y2,fs);幅度谱和相位谱交

14、叉组合x,fs,bit=wavread(1);x1=x(:,1);y,fs,bit=wavread(2);y1=y(:,1);N=10240;fx1=fft(x1,N);fy1=fft(y1,N); Ffx1=abs(fx1); %取幅度谱 Afx2=angle(fy1); %取相位谱 F3=Ffx1.*exp(j*Afx2); %幅度谱与相位谱结合 x3=ifft(F3); %求出音乐信号sound(real(x3);关于课题设计后面参考问题的一些看法：1、 音乐信号的音调与振动的频率（即振动的快慢）有关，频率越高，音调也就越高。2、 音色与音乐信号的频谱分布有关，与发生体的材料、结构有关。3、 两种不同音色的音乐信号因为本身的频率不同，叠加在一起后人耳还能够分辨出声音。4、 音乐信号的幅度影响信号的响度，相位影响信号的音调。