基于matlab的数字音效处理器数字信号处理课设报告.docx
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基于matlab的数字音效处理器数字信号处理课设报告.docx
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基于matlab的数字音效处理器数字信号处理课设报告
一:
应用背景
利用所学习的数字信号处理知识,自己动手制作一个有趣的音效处理系统,看看能不能完成声音的逐渐放大和逐渐衰减、看看能不能让自己的声音发生一些改变(变得尖声尖气或粗声粗气)、看看改变声音播放速度有什么方法等等,你还可以自己想想还有什么有趣的变化,可以通过我们已有的知识让它实现。
作为课程设计,以下要求分为基本必做部分和提高必做部分,在提高部分你可以选择全部内容和部分内容,当然分数值是不一样。
二、基于MATLAB数字音效处理器
2.1:
实现步骤
基本要求描述(40分)
1)语音信号的采集(2分)
要求利用Windows下的录音机,录制一段自己的话音,时间在5s内,存为*.WAV的文件。
然后在Matlab软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。
2)语音信号的频谱分析(10分)
要求首先画出语音信号的时域波形;然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性,分析基频。
3)设计数字滤波器和画出其频率响应(10分)
给出各滤波器的性能指标:
(1)低通滤波器性能指标 fb=1000Hz,fc=1200Hz,As=100dB,Ap=1dB。
(2)高通滤波器性能指标 fc=4800Hz,fb=5000HzAs=100dB,Ap=1dB。
(3)带通滤波器性能指标 fb1=1200Hz,fb2=3000Hz,fc1=1000Hz,fc2=3200Hz,As=100dB,Ap=1dB。
4) 用滤波器对信号进行滤波(5分)
要求学生用自己设计的各滤波器分别对采集的信号进行滤波,在Matlab中,FIR滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波,IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。
5)比较滤波前后语音信号的波形及频谱(10分)
要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱,做出分析。
6)回放语音信号(1分)
在Matlab中,函数sound可以对声音进行回放。
其调用格式:
sound(x,fs,bits);可以感觉滤波前后的声音有变化。
7)实现慢录快放和快录慢放功能(2分)
3提高部分要求(选择60分内容)
8)实现对声音信号放大和衰减功能(10分)
9)实现对录音内容倒播放(30分)
10)实现混音音效效果(10分)
11)实现回音音效效果(10分)
12)实现男女变声音效效果(30分)
13)设计系统界面(10分)
为了使编制的程序操作方便,要求有能力的学生,设计处理系统的用户界面。
2.2试验程序
基础部分:
clear;clc;closeall;
%读取声音信号%
[x,fs,nbits]=wavread('bb',16384);%读声音文件
N=length(x);
n=[0:
N-1];
X=fft(x);%傅里叶变换
Fs=2*fs;%2倍频
T=1/Fs;
f=n/N*Fs;%把点数转换成频率
subplot(2,1,1);
plot(n,x);%画出原声音信号
ylabel('原声音信号');
xlabel('时间/s');
subplot(2,1,2);
plot(f,abs(X));%画出原声音信号的幅度谱
ylabel('语音的幅度谱');
xlabel('频率/Hz');
%%滤波器设计%
%%低通滤波器%
fp1=1000;fs1=1200;%设定低通滤波器通带截止频率和阻带截止频率
wp1=2*fp1/Fs;ws1=2*fs1/Fs;rp=1;as=100;
[N1,wp1]=ellipord(wp1,ws1,rp,as);%计算椭圆低通模拟滤波器的阶数和通带边界频率
[B,A]=ellip(N1,rp,as,wp1);%计算低通滤波器模拟滤波器系统函数系数
y1=filter(B,A,x);%滤波器软件实现
Y1=abs(fft(y1));
%低通滤波器设计与实现绘图部%
figure;
freqz(B,A);
y1t='y_1(t)';
figure;
subplot(2,1,1);
t=n*T;
plot(t,y1);
xlabel('t/s');ylabel(y1t);
axis([0,t(end),min(y1),1.2*max(y1)])%坐标范围
subplot(2,1,2);
plot(f,abs(fft(y1)));
%高通滤波器%
fp2=4800;fs2=5000;%设定高通滤波器通带截止频率和阻带截止频率
wp2=2*fp2/Fs;ws2=2*fs2/Fs;rp=1;as=100;
[N2,wp2]=ellipord(wp2,ws2,rp,as);%计算椭圆高通模拟滤波器的阶数和通带边界频率
[B2,A2]=ellip(N2,rp,as,wp2,'high');%计算高通滤波器模拟滤波器系统函数系数
y2=filter(B2,A2,x);%滤波器软件实现
%高通滤波器设计与实现绘图部分
figure;
freqz(B2,A2);
figure;
y2t='y_2(t)';
subplot(2,1,1);
t=n*T;
plot(t,y2);
xlabel('t/s');ylabel(y2t);
axis([0,t(end),min(y2),1.2*max(y2)])
subplot(2,1,2);
plot(f,abs(fft(y2)));
%带通滤波器%
fpl=1200;fpu=3000;fsl=1000;fsu=3200;
wp3=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs];ws3=[2*fsl/Fs,2*fsu/Fs];rp=1;as=100;
[N3,wp3]=ellipord(wp3,ws3,rp,as);%计算椭圆带通模拟滤波器的阶数和通带边界频率
[B3,A3]=ellip(N3,rp,as,wp3);%计算带通滤波器模拟滤波器系统函数系数
y3=filter(B3,A3,x);%滤波器软件实现
%带通滤波器设计与实现绘图部分
figure;
freqz(B3,A3);
y3t='y_3(t)';
figure;
subplot(2,1,1);
t=n*T;
plot(t,y3);
xlabel('t/s');ylabel(y3t);
axis([0,t(end),min(y3),1.2*max(y3)])
subplot(2,1,2);
plot(f,abs(fft(y3)));
%播放声音%
sound(x,fs);
sound(y1,fs);%低通
sound(y2,fs);%高通
sound(y3,fs);%带通
%变速%
w=0.8
M=w*fs;%相乘的数为大于一的数为快放,小于一的为慢放
sound(x,M);
提高部分:
%对声音信号放大和衰减%
%放大%
figure
o=10
forxa=1:
16384;
p(xa,1)=x(xa,1)*xa*o;
end
subplot(2,1,1);
plot(x);
xlabel('原始波形')
subplot(2,1,2);
plot(n/Fs,p);
xlabel('变换波形')
sound(20*p,fs);
%衰减%
figure
o1=0.9
forxa=1:
16384;
p(xa,1)=x(xa,1)/xa*o1;
end
subplot(2,1,1);
plot(x);
xlabel('原始波形')
subplot(2,1,2);
plot(n/Fs,p);
xlabel('变换波形')
sound(20*p,fs)
%%%倒放
figure
w1=x(1:
2350);
w2=x(2351:
3850);
w3=x(3851:
4850);
w4=x(4851:
5550);
w5=x(5551:
8550);
w6=x(10000:
10150);
w7=x(10151:
12500);
w8=x(12501:
16384);
y=[w8;w7;w6;w5;w4;w3;w2;w1];
sound(30*y,fs);
%%混频
[x5,fs5,nbits]=wavread('man',16384);%读声音文件
c=10*x+0.5*x5;
plot(c);
sound(c);
%%%%%%%回声
figure
z=[zeros(1000,1);x];%声音延时
x1=[x;zeros(1000,1)];%使原声音长度与延时后相等
y1=x1+z;
plot(y1);
sound(10*y1,fs);
%%%%%%%%%%男女声变换%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%男声变女声
[y,fs]=wavread('man');%saveY1%luyin
p=fft(y);
xaa=p';
N=1000;
pa=[zeros(1,N),xaa(1:
22001),zeros(1,N)];
pu=pa';
Y1=3*real(ifft(pu));
plot(Y1)
sound(20*Y1,fs);
%%%%%%%%女声变男声
[y,fs]=wavread('bb');%saveY1%luyin
p=fft(y);
xaa=p';
xab(1:
17797)=xaa(1:
17797);%取一半
N=3500;
pa=[xab(N:
17797),zeros(1,17797)];
pu=pa';
Y2=3*real(ifft(pu));
plot(Y2)
sound(1000*Y1,fs);
2.3绘图部分:
语音信号的采集
低通滤波器:
高通滤波器:
带通滤波器:
放大:
衰减:
倒放:
混频:
回声:
男声变女声:
女声变男声:
三课设总结:
参考文献
[美]数字信号处理——使用MATLAB[M].西安:
西安交通大学出版社,2002.
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- 基于 matlab 数字 音效 处理器 数字信号 处理 报告
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