采樣定理及在語音變采樣

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔課程數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)課時(shí)4 學(xué)時(shí)名稱實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采樣定理及在語音變采樣同組者姓名名稱和編號(hào)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì) MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序設(shè)計(jì)方法；掌握在Windows環(huán)境下語音信號(hào)采集的方法；目掌握數(shù)字信號(hào)處理的基本概念、基本理論和基本方法；設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn), 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的實(shí)MATLAB文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔驗(yàn)環(huán)境1 、采樣定理：在進(jìn)行模擬與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)采樣大于最高頻率的2 倍時(shí)，則采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整的保留了原始信號(hào)中的信息，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高頻率的510倍。2 、采樣頻率：采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采樣多少個(gè)聲音樣本，是描述聲音文件的音質(zhì)、音頻、衡量聲卡

2、、聲音實(shí)文件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。采樣頻率越高，即采樣的時(shí)間間隔越短，則在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)驗(yàn)越多，對(duì)聲音波形的表示也越準(zhǔn)確。內(nèi)3 、采樣位數(shù)與采樣頻率：容采樣位數(shù)即采樣值或取樣值,用來衡量聲音波動(dòng)變化的參數(shù),是指聲卡在采集和播放聲音文件時(shí)所使用數(shù)和字聲音信號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)。采樣頻率是指錄音設(shè)備在一秒鐘內(nèi)對(duì)聲音信號(hào)的采樣次數(shù),采樣頻率越高聲音原的還原就越真實(shí)越自然。采樣位數(shù)和采樣率對(duì)于音頻接口來說是最為重要的兩個(gè)指標(biāo)。無論采樣頻率如理何 ,理論上來說采樣的位數(shù)決定了音頻數(shù)據(jù)最大的力度范圍。采樣位數(shù)越多則捕捉到的信號(hào)越精確。4 、利用MATLAB對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行分析和處理：采集語音信號(hào)后，利用

3、MATLAB軟件平臺(tái)進(jìn)行頻譜分析；并對(duì)所采集的語音信號(hào)加入干擾噪聲，對(duì)加入噪聲的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，設(shè)計(jì)合適的濾波器濾除噪聲，恢復(fù)原信號(hào)。5 、語音信號(hào)的濾波示意圖：文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔噪聲Matlab語音信號(hào)+濾波器頻譜顯示揚(yáng)聲器實(shí)一、 語音信號(hào)的采集與分析驗(yàn)步驟二、 利用余弦函數(shù)構(gòu)造一個(gè)高頻噪聲方法三、 設(shè)計(jì)合適的濾波器，濾除高頻噪聲關(guān)鍵四、程序設(shè)計(jì)及仿真圖形文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔代 4.1 用 Matlab 對(duì)原始語音信號(hào)進(jìn)行分析碼 clear;y,fs,bits=wavread(C:22.wav);%x語 音 數(shù) 據(jù)fs采 樣 頻 率bits采 樣 點(diǎn) 數(shù)sound(y,fs,bits);

4、 %話音回放n = length (y) ; %求出語音信號(hào)的長度Y=fft(y,n);% 傅里葉變換subplot(2,1,1);plot(y);title( 原始信號(hào)波形 );subplot(2,1,2);plot(abs(Y);title(原始信號(hào)頻譜 )4.2 、 給原始的 語音 信號(hào)加上一個(gè)高頻余弦噪聲，頻率為（ 22050hz ）。%加噪聲fs=22050;x=wavread(C:22.wav);f=fs*(0:511)/1024;Au=0.03;t=0:1/22050:(length(x)-1)/22050;文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔d=Au*cos(2*pi*5000*t);x2=x

5、+d d;y2=fft(x2,1024);figure(1);plot(t,x2)title( 加噪后的信號(hào) );xlabel(time n);ylabel(fuzhi n);figure(2)subplot(2,1,1);plot(f,abs(y2(1:512);%plot(f,abs(y1(1:512);title( 原始語音信號(hào)頻譜 );xlabel(Hz);ylabel(fuzhi);subplot(2,1,2);plot(f,abs(y2(1:512);title( 加噪后的信號(hào)頻譜 );xlabel(Hz);ylabel(fuzhi);文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔(接4.3 、 設(shè)計(jì)合適的

6、濾波器，濾除高頻噪聲，繪出濾波后的信號(hào)頻域和時(shí)域波形：上程序：頁 % 用雙線性變換法設(shè)計(jì)巴特沃思低通濾波器)雙線性變換法低通濾波器fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;ffs=22050;實(shí) wc=2*fc/ffs;wp=2*fp/ffs;驗(yàn)n,wn=ellipord(wp,wc,Ap,As);%求階數(shù) N 和通帶截止頻率步num,den=ellip(n,Ap,As,wn);%設(shè)計(jì)橢圓濾波器驟freqz(num,den,256,ffs);%畫出頻率響應(yīng)方對(duì)噪音進(jìn)行濾波：法x=filter(num,den,y);%濾波X=fft(x,4096);%FFT文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔關(guān)s

7、ubplot(211),plot(x); title(濾波后信號(hào)波形);鍵subplot(212),plot(abs(X); title(濾波后信號(hào)頻譜);代碼 4.4 、雙線性變換法的帶通濾波器和對(duì)噪音濾波 fp=3000,8000;fc=1000,10000;Ap=1;As=100;ffs=22050wc=2*fc/ffs;wp=2*fp/ffs;n,wn=ellipord(wp,wc,Ap,As);num,den=ellip(n,Ap,As,wn);freqz(num,den,256,ffs);進(jìn)行濾波：x=filter(num,den,y);%濾波X=fft(x,4096);%FFTs

8、ubplot(211),plot(x); title(濾波后信號(hào)波形);subplot(212),plot(abs(X); title(濾波后信號(hào)頻譜);測試4.1 、它的時(shí)域波形和頻譜記錄文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔分析結(jié)論4.2 、 對(duì)加噪后的語音進(jìn)行分析，并畫出其信號(hào)時(shí)域和頻譜圖。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔4.3 、 設(shè)計(jì)合適的濾波器，濾除高頻噪聲，繪出濾波后的信號(hào)頻域和時(shí)域波形：雙線性變換法低通濾波器文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔對(duì)噪音進(jìn)行濾波后圖形：文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔4.4 、雙線性變換法的帶通濾波器和對(duì)噪音濾波文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔濾波后進(jìn)一步加深了對(duì)語音信號(hào)的了解和熟練了對(duì)Matla

9、b的使用 , 讓我對(duì)通信原理這門課程有了更加濃厚小的興趣。因?yàn)橐郧岸际腔谡n本上所學(xué)的理論知識(shí)，然而通過這次課程設(shè)計(jì)之后才能真正理解其意義。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔結(jié)在這次課程實(shí)驗(yàn)的過程中，我遇到不少的問題,比如剛開始 ,要錄音的時(shí)候，沒有選擇正確的頻率，導(dǎo)致在運(yùn)行程序的時(shí)候，無法調(diào)用聲音，經(jīng)過后來的改正才可以。還有剛開始由于對(duì)濾波器的濾波原理并不是很了解 , 于是我又翻出學(xué)過的數(shù)字信號(hào)處理課本,認(rèn)真研究起各種濾波器,這才使我明白了大多數(shù)濾波器是如何工作,不再單單只是懂理論,理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的, 只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的, 只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論?？偟膩碚f,通過這次的課程設(shè)計(jì)我對(duì)語音信號(hào)有了全面的認(rèn)識(shí) ,對(duì) Matlab的知識(shí)又有了深刻的理解