數(shù)字信號(hào)處理課設(shè)報(bào)告基于matlab的數(shù)字音效處理器

1、一：應(yīng)用背景利用所學(xué)習(xí)的數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)，自己動(dòng)手制作一個(gè)有趣的音效處理系統(tǒng)，看看能不能完成聲音的逐漸放大和逐漸衰減、看看能不能讓自己的聲音發(fā)生一些改變（變得尖聲尖氣或粗聲粗氣）、看看改變聲音播放速度有什么方法等等，你還可以自己想想還有什么有趣的變化，可以通過我們已有的知識(shí)讓它實(shí)現(xiàn)。作為課程設(shè)計(jì)，以下要求分為基本必做部分和提高必做部分，在提高部分你可以選擇全部?jī)?nèi)容和部分內(nèi)容，當(dāng)然分?jǐn)?shù)值是不一樣。二、基于matlab數(shù)字音效處理器2.1：實(shí)現(xiàn)步驟基本要求描述（40分）1）語音信號(hào)的采集（2分）要求利用windows下的錄音機(jī),錄制一段自己的話音,時(shí)間在5s內(nèi)，存為*.wav的文件。然后在matl

2、ab軟件平臺(tái)下,利用函數(shù)wavread對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行采樣,記住采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)。2）語音信號(hào)的頻譜分析（10分）要求首先畫出語音信號(hào)的時(shí)域波形;然后對(duì)語音號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,得到信號(hào)的頻譜特性，分析基頻。3）設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器和畫出其頻率響應(yīng)（10分）給出各濾波器的性能指標(biāo)：(1)低通濾波器性能指標(biāo)fb1 000 hz,fc1 200 hz,as100 db,ap1 db。(2)高通濾波器性能指標(biāo)fc4 800 hz,fb5 000 hz as100 db,ap1 db。(3)帶通濾波器性能指標(biāo)fb11 200 hz,fb23 000 hz,fc11 000 hz,fc23 200 hz,as

3、100 db,ap1 db。4）用濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波（5分）要求學(xué)生用自己設(shè)計(jì)的各濾波器分別對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波,在matlab中,fir濾波器利用函數(shù)fftfilt對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波,iir濾波器利用函數(shù)filter對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。5）比較濾波前后語音信號(hào)的波形及頻譜（10分）要求在一個(gè)窗口同時(shí)畫出濾波前后的波形及頻譜，做出分析。6）回放語音信號(hào)（1分）在matlab中,函數(shù)sound可以對(duì)聲音進(jìn)行回放。其調(diào)用格式：sound(x,fs,bits);可以感覺濾波前后的聲音有變化。7）實(shí)現(xiàn)慢錄快放和快錄慢放功能（2分）3 提高部分要求（選擇60分內(nèi)容）8）實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音信號(hào)放大和衰減功能（10分）9

4、）實(shí)現(xiàn)對(duì)錄音內(nèi)容倒播放（30分）10) 實(shí)現(xiàn)混音音效效果（10分）11）實(shí)現(xiàn)回音音效效果（10分）12）實(shí)現(xiàn)男女變聲音效效果（30分）13）設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面（10分）為了使編制的程序操作方便,要求有能力的學(xué)生,設(shè)計(jì)處理系統(tǒng)的用戶界面。2.2試驗(yàn)程序基礎(chǔ)部分：clear;clc;close all;%讀取聲音信號(hào)%x,fs,nbits=wavread(bb,16384); %讀聲音文件 n=length(x);n=0:n-1;x= fft(x); %傅里葉變換fs=2*fs; %2倍頻t=1/fs;f=n/n*fs; %把點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成頻率subplot(2,1,1);plot(n,x); %畫出原聲音

5、信號(hào)ylabel(原聲音信號(hào));xlabel(時(shí)間/s); subplot(2,1,2);plot(f,abs(x); %畫出原聲音信號(hào)的幅度譜ylabel(語音的幅度譜);xlabel(頻率/hz);% %濾波器設(shè)計(jì)% %低通濾波器% fp1=1000;fs1=1200; %設(shè)定低通濾波器通帶截止頻率和阻帶截止頻率 wp1=2*fp1/fs; ws1=2*fs1/fs;rp=1;as=100; n1,wp1=ellipord(wp1,ws1,rp,as); %計(jì)算橢圓低通模擬濾波器的階數(shù)和通帶邊界頻率 b,a=ellip(n1,rp,as,wp1); %計(jì)算低通濾波器模擬濾波器系統(tǒng)函數(shù)系數(shù)y

6、1=filter(b,a,x); %濾波器軟件實(shí)現(xiàn)y1=abs(fft(y1);% 低通濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)繪圖部%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)%坐標(biāo)范圍subplot(2,1,2);plot(f,abs(fft(y1); %高通濾波器% fp2=4800;fs2=5000; %設(shè)定高通濾波器通帶截止頻率和阻帶截止頻率 wp2=2*fp2/fs; ws2=2*fs2/fs;rp

7、=1;as=100; n2,wp2=ellipord(wp2,ws2,rp,as); %計(jì)算橢圓高通模擬濾波器的階數(shù)和通帶邊界頻率 b2,a2=ellip(n2,rp,as,wp2,high); %計(jì)算高通濾波器模擬濾波器系統(tǒng)函數(shù)系數(shù) y2=filter(b2,a2,x); %濾波器軟件實(shí)現(xiàn)% 高通濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)繪圖部分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,

8、1,2);plot(f,abs(fft(y2);%帶通濾波器% 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); %計(jì)算橢圓帶通模擬濾波器的階數(shù)和通帶邊界頻率 b3,a3=ellip(n3,rp,as,wp3); %計(jì)算帶通濾波器模擬濾波器系統(tǒng)函數(shù)系數(shù) y3=filter(b3,a3,x); %濾波器軟件實(shí)現(xiàn)% 帶通濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)繪圖部分 figure; freqz(b3,a3); y3t=y

9、_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); %播放聲音%sound(x,fs);sound(y1,fs); %低通sound(y2,fs); %高通sound(y3,fs); %帶通%變速%w=0.8 m=w*fs;%相乘的數(shù)為大于一的數(shù)為快放，小于一的為慢放sound(x,m);提高部分:%對(duì)聲音信號(hào)放大和衰減%放大%figureo=10for xa=1:16384

10、; 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(變換波形) sound(20*p,fs); %衰減% figureo1=0.9for xa=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(變換波形) sound(20*p,fs)%倒放 figurew1=x(1:2350)

11、;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); %混頻x5,fs5,nbits=wavread(man,16384); %讀聲音文件 c=10*x+0.5*x5;plot(c)；sound(c);%回聲figurez=zeros(1000,1);x;%聲音延時(shí)x1=x;zeros(1000,1);%使原聲音長(zhǎng)度與延時(shí)后相等y1=x1+z;plot(y1);sound(10*y1,fs);%男女聲變換% %男聲變女聲y,fs=wavread(man);% save y1 %luyinp=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); %女聲變男聲y,fs=wavread(bb);% save y1 %luyinp=fft(y);xaa=p;xab(1:17797)=xaa(1:17797);%取一半n=3500;pa=xab