数字音乐采样报告.docx
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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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