基于MATLAB的聲音的延遲與混響

1、課程設(shè)計任務書學生姓名： 陳哲 專業(yè)班級： 通信gj1001 指導教師： 付琴 工作單位： 信息工程學院 題 目:基于MATLAB的聲音延遲與混響 初始條件: MATLAB軟件 數(shù)字信號處理與聲音處理基礎(chǔ)知識要求完成的主要任務: 較全面了解常用的數(shù)據(jù)分析與處理原理及方法； 能夠運用相關(guān)軟件進行模擬分析； 掌握基本的文獻檢索和文獻閱讀的方法； 提高正確地撰寫論文的基本能力。參考書目:1.劉泉，數(shù)字信號處理原理與實現(xiàn)（第二版），電子工業(yè)出版社，2009； 2張雄偉，DSP集成開發(fā)與應用實例，第1版，電子工業(yè)出版社，2002；3. 張洪濤等，數(shù)字信號處理，第一版，華中科技大學出版社，20074. 彭

2、啟琮等，DSP技術(shù)的發(fā)展與應用，第二版，高等教育出版社，20075. 楊述斌等，數(shù)字信號處理實踐教程，第一版，華中科技大學出版社，2007時間安排17周 仿真設(shè)計18周 鑒主15樓答辯指導教師簽名：_ 年 月 日系主任（或責任教師）簽名：_ 年 月 日目錄摘要31 緒論51.1設(shè)計任務51.2 設(shè)計要求62 設(shè)計的總體方案與原理72.1 設(shè)計的總體方案圖72.2 程序流程圖82.3 設(shè)計的詳細原理92.3.1 信號采樣92.3.2 混響與延時92.3.3 離散傅立葉變換102.3.4 濾波器設(shè)計113 程序設(shè)計的步驟和過程133.1 原始語音信號時域波形和頻譜133.2 采樣后語音信號的時域波

3、形和頻譜133.3 對采樣后的信號延時143.4 對采樣后的信號混響143.5 單回聲濾波器程序設(shè)計153.6 多重回聲濾波器程序設(shè)計153.7 無限個回聲濾波器程序設(shè)計163.8 全通結(jié)構(gòu)濾波器程序設(shè)計174 結(jié)果分析與體會185 設(shè)計心得體會256 主要參考文獻26附錄：仿真總程序27摘要數(shù)字信號處理技術(shù)自誕生以來，有了快速的發(fā)展，主要是研究用數(shù)字或符號序列表示和處理信號，被廣泛應用于各個領(lǐng)域。本次設(shè)計是用MATLAB語言對語音信號進行采樣分析，并設(shè)計數(shù)字濾波器對信號進行濾波，比較濾波前后信號特性的變化。用MATLAB開發(fā)環(huán)境設(shè)計用戶圖形界面使布局編程簡化。ABSTRACTDigital

4、signal processing technology since its birth had rapid development. the technology is to study the sequence of numbers or symbols used to represent and signal processing, it is widely used in various field. the design is to use theMATLAB language sampling and analysis of voice signal, and digital de

5、sign for signal filtering, comparing before and after filtering the signal properties change .GUI interface provided with MATLAB development environment for designing the layout of graphical user interface makes programming simpler.1 緒論 數(shù)字信號處理是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一門新興而古老的學科，它在新的領(lǐng)域如生物醫(yī)學工程、聲學、雷達、地震不、語音通

6、信、數(shù)據(jù)通信、核科學等學科發(fā)揮著重要的作用，而它所采用的各種方法及眾多應用已有悠久的歷史；同時也是一門具有很強的理論性與實踐性，且理論和技術(shù)發(fā)展都十分迅速的前沿性學科。隨著數(shù)字化時代的來臨，科學技術(shù)的進步而生產(chǎn)發(fā)展需求的與日俱增，促進了數(shù)字信號處理學科的發(fā)展，產(chǎn)生了各種巧妙的信號處理算法；特別是計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，為數(shù)字信號處理增添了巨大的生命力。數(shù)字信號處理主要是研究用數(shù)字或符號序列表示和處理信號。處理的目的可以是削弱信號中的多余內(nèi)容，濾除混雜的噪聲和干擾，或者是將信號變換為容易分析和識別的形式，便于估計和選擇它的特征參數(shù)。例如通過分析和運算，可以估計腦電圖或心電圖中的某種特征參數(shù)，幫助醫(yī)

7、生查找病因和分析病情，確定合理的治療方案；又如，信號在傳輸時，要受到各種干擾，包括失真、衰落和混入的背景噪聲，信號處理要排除這些干擾。聲音信號是一維連續(xù)信號,而計算機只能處理離散信號。為了從離散信號還原連續(xù)信號,根據(jù)采樣定理,可以確定采樣頻率的最小值。wav文件是一種數(shù)字聲音文件格式,本課程設(shè)計基于Matlab分析了wav聲音文件頻譜與聲音的關(guān)系。通過采集個人的一段聲音進行頻譜分析等處理，然后設(shè)計數(shù)字濾波器處理這個原始聲音的wav文件,并比較濾波以后輸出聲音信號與原聲音信號的異同。1.1設(shè)計任務(1)利用Windows下的錄音機或其他軟件，錄制一段自己的語音信號，時間控制在1s左右，并對錄制的

8、信號進行采樣。(2)語音信號的頻譜分析，畫出采樣后語音信號的時域波形和頻譜圖。(3)將信號加入延時和混響，再分析其頻譜，并與原始信號頻譜進行比較。(4)設(shè)計幾種特殊類型的濾波器：單回聲濾波器，多重回聲濾波器，無限個回聲濾波器，全通結(jié)構(gòu)的混響器，并畫出濾波器的頻域響應。(5)用自己設(shè)計的濾波器對采集的語音信號進行濾波。(6)分析得到信號的頻譜，畫出濾波后信號的時域波形和頻譜，并對濾波前后的信號進行對比，分析信號的變化。(7)回放語音信號。1.2 設(shè)計要求(1)熟悉離散信號和系統(tǒng)的時域特性。(2)熟悉語音信號的特點。(3)掌握數(shù)字信號處理的基本概念，基本理論和基本方法。(4)掌握序列快速傅里葉變換

9、方法。(5)學會MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序設(shè)計方法。(6)掌握MATLAB設(shè)計各種數(shù)字濾波器的方法和對信號進行濾波的方法2 設(shè)計的總體方案與原理2.1 設(shè)計的總體方案圖語音信號的延時和混響設(shè)計方案框圖12.2 程序流程圖語音信號的延時和混響設(shè)計程序流程圖22.3 設(shè)計的詳細原理2.3.1 信號采樣（1）采樣頻率采樣頻率是指計算機每秒鐘采集多少個聲音樣本，采樣頻率越高，即采樣的間隔時間越短，則在單位時間內(nèi)計算機得到的聲音樣本數(shù)據(jù)就越多，對聲音波形的表示也越精確。只有采樣頻率高于聲音信號最高頻率的兩倍時，才能把數(shù)字信號表示的聲音還原成為原來的聲音。（2）采樣位數(shù)即采樣值或取樣值，用

10、來衡量聲音波動變化的參數(shù)，是指聲卡在采集和播放聲音文件時所使用數(shù)字聲音信號的二進制位數(shù)。聲卡的位客觀地反映了數(shù)字聲音信號對輸入聲音信號描述的準確程度。聲卡的主要的作用之一是對聲音信息進行錄制與回放，在這個過程中采樣的位數(shù)和采樣的頻率決定了聲音采集的質(zhì)量。2.3.2 混響與延時(1)混響效果主要是用于增加音源的融合感。自然音源的延時聲陣列非常密集、復雜，所以模擬混響效果的程序也復雜多變。常見參數(shù)有以下幾種：混響時間：能逼真的模擬自然混響的數(shù)碼混響器上都有一套復雜的程序，其上雖然有很多技術(shù)參數(shù)可調(diào)，然而對這些技術(shù)參數(shù)的調(diào)整都不會比原有的效果更為自然，尤其是混響時間。高頻滾降：此項參數(shù)用于模擬自然混

11、響當中，空氣對高頻的吸收效應，以產(chǎn)生較為自然的混響效果。一般高頻混降的可調(diào)范圍為0.11.0。此值較高時，混響效果也較接近自然混響；此值較低時，混響效果則較清澈。擴散度：此項參數(shù)可調(diào)整混響聲陣密度的增長速度，其可調(diào)范圍為010，其值較高時，混響效果比較豐厚、溫暖；其值較低時，混響效果則較空曠、冷僻。預延時：自然混響聲陣的建立都會延遲一段時間，預延時即為模擬次效應而設(shè)置。聲陣密度：此項參數(shù)可調(diào)整聲陣的密度，其值較高時，混響效果較為溫暖，但有明顯的聲染色；其值較低時，混響效果較深邃，切聲染色也較弱。頻率調(diào)制：這是一項技術(shù)性的參數(shù)，因為電子混響的聲陣密度比自然混響稀疏，為了使混響的聲音比較平滑、連貫

12、，需要對混響聲陣列的延時時間進行調(diào)制。此項技術(shù)可以有效的消除延時聲陣列的段裂聲，可以增加混響聲的柔和感。調(diào)治深度：指上述調(diào)頻電路的調(diào)治深度。(2)延時就是將音源延遲一段時間后，再欲播放的效果處理。依其延遲時間的不同，可分別產(chǎn)生合唱、鑲邊、回音等效果。當延遲時間在335ms之間時人耳感覺不到滯后音的存在，并且他與原音源疊加后，會因其相位干涉而產(chǎn)生梳狀濾波效應，這就是鑲邊效果。如果延遲時間在50ms以上時，其延遲音就清晰可辨，此時的處理效果才是回音?；匾籼幚硪话愣际怯糜诋a(chǎn)生簡單的混響效果。延時、合唱、鑲邊、回音等效果的可調(diào)參數(shù)都差不多，具體有以下幾項：*延時時間（Dly），即主延時電路的延時時間調(diào)

13、整。*反饋增益（FB Gain），即延時反饋的增益控制。*反饋高頻比（Hi Ratio），即反饋回路上的高頻衰減控制。*調(diào)制頻率（Freq），指主延時的調(diào)頻周期。*調(diào)制深度（Depth），指上述調(diào)頻電路的調(diào)制深度。*高頻增益（HF），指高頻均衡控制。*預延時（Ini Dly），指主延時電路預延時時間調(diào)整。*均衡頻率（EQ F），這里的頻率均衡用于音色調(diào)整，此為均衡的中點頻率選擇。由于延時產(chǎn)生的效果都比較復雜多變，如果不是效果處理專家，建議使用設(shè)備提供的預置參數(shù)，因為這些預置參數(shù)給出的處理效果一般都比較好。2.3.3 離散傅立葉變換在MATLAB的信號處理工具箱中函數(shù)FFT和IFFT用于快速傅立

14、葉變換和逆變換。下面介紹這些函數(shù)。函數(shù)FFT用于序列快速傅立葉變換。函數(shù)的一種調(diào)用格式為 y=fft(x)其中，x是序列，y是序列的FFT，x可以為一向量或矩陣，若x為一向量，y是x的FFT。且和x相同長度。若x為一矩陣，則y是對矩陣的每一列向量進行FFT。如果x長度是2的冪次方，函數(shù)fft執(zhí)行高速基2FFT算法；否則fft執(zhí)行一種混合基的離散傅立葉變換算法，計算速度較慢。函數(shù)FFT的另一種調(diào)用格式為 y=fft(x,N)式中，x，y意義同前，N為正整數(shù)。函數(shù)執(zhí)行N點的FFT。若x為向量且長度小于N，則函數(shù)將x補零至長度N。若向量x的長度大于N，則函數(shù)截短x使之長度為N。若x 為矩陣，按相同方

15、法對x進行處理。經(jīng)函數(shù)fft求得的序列y一般是復序列，通常要求其幅值和相位。MATLAB提供求復數(shù)的幅值和相位函數(shù)：abs，angle，這些函數(shù)一般和FFT同時使用。函數(shù)abs(x)用于計算復向量x的幅值，函數(shù)angle(x)用于計算復向量的相角，介于 和 之間，以弧度表示。函數(shù)unwrap(p)用于展開弧度相位角p ,當相位角絕對變化超過 時，函數(shù)把它擴展至 。用MATLAB工具箱函數(shù)fft進行頻譜分析時需注意：（1）函數(shù)fft返回值y的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對稱性。（2） 頻率計算。（3）作FFT分析時，幅值大小與FFT選擇點數(shù)有關(guān)，但不影響分析結(jié)果。2.3.4 濾波器設(shè)計本次設(shè)計用IIR濾波器對信號進

16、行濾波，函數(shù)名為filter函數(shù)filter的調(diào)用格式為y=filter(b,a,x)該格式采用數(shù)字濾波器對數(shù)據(jù)進行濾波，既可以用于IIR濾波器，也可以用于FIR濾波器。其中向量b和a分別表示系統(tǒng)函數(shù)的分子、分母多項式的系數(shù)，若a1，此時表示FIR濾波器，否則就是IIR濾波器。該函數(shù)是利用給出的向量b和a，對x中的數(shù)據(jù)進行濾波，結(jié)果放入向量y。（1）單回聲濾波器回音可以由簡單的延時單元產(chǎn)生。直達聲和在R抽樣周期后出現(xiàn)的一種單個回音，可以用FIR濾波器產(chǎn)生，微分方程為：yn=xn+xn-R |1傳輸函數(shù)為：H(z)=1+z-R傳遞函數(shù)的幅頻響應形狀象梳子，這種濾波器又叫梳狀濾波器。（2）多重回聲

17、濾波器為了產(chǎn)生以間隔R個抽樣周期分開的具有指數(shù)衰減振幅的多重回聲，可用一個以下形式傳輸函數(shù)的FIR濾波器：無限個振幅以指數(shù)衰減間隔為R個抽樣周期的多重回聲可用以下形式傳輸函數(shù)的IIR濾波器生成：IIR多重回聲濾波器的基本頻率FR=Fs/R，通常鎖定在伴音設(shè)備的基頻上，比如基鼓拍子。（3）無限個回聲濾波器的系統(tǒng)函數(shù): , 1 （4）全通結(jié)構(gòu)的混響器的系統(tǒng)函數(shù):全通濾波器的傳遞函數(shù)公式為H(Z)=y(Z)/X(Z)=(-K+Z(-m)/(1-K*Z(-m)其中m為回聲延時取樣，k為反饋系數(shù)。用直接1型表示這個傳遞函數(shù)則為：y(n)=k*x(n)+x(n-m)+k*y(n-m)可見其實際上是一個簡單

18、的IIR濾波器，時間n的輸出有時間n的輸入和m點之前的輸入與輸出計算而得。由于這個IIR濾波器的頻率響應為水平直線，所以被稱為全通濾波器。3 程序設(shè)計的步驟和過程3.1 原始語音信號時域波形和頻譜y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav);%用于讀取語音，采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率(Hz)，bits表示采樣位數(shù)。50000 150000表示讀取從50000點到150000點的值（若只有一個N的點則表示讀取前N點的采樣值）。y=y(:,1);%只取單信道sound(y,fs,bits);%播放原始信號Y=fft(y);%

19、對原始信號取傅里葉變換subplot(2,2,1:2);plot(y);title(原始信號時域波形);subplot(2,2,3);plot(abs(Y);title(原始信號幅頻);subplot(2,2,4);plot(angle(Y);title(原始信號相頻);3.2 采樣后語音信號的時域波形和頻譜y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);%只取原信號的一部分，即時間區(qū)間50000 150000y=y(:,1);Y=fft(y,6001);%抽取6001點subplot(2,2,1:2);p

20、lot(y);title(采樣信號時域波形);subplot(2,2,3);plot(abs(Y);title(采樣信號幅頻);subplot(2,2,4);plot(angle(Y);title(采樣信號相頻);sound(y,fs,bits);%回放采樣信號3.3 對采樣后的信號延時y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1);y;%延遲3000Z=fft(z,6001);subplot(2,2,1:2);plot(z);title(延時后時域波形);

21、subplot(2,2,3);plot(abs(Z);title(延時后幅頻);subplot(2,2,4);plot(angle(Z);title(延時后相頻);sound(y,fs,bits);%回放延遲信號3.4 對采樣后的信號混響y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1);y;y=y;zeros(3000,1);%補3000y1=y+z;%將原始信號與延遲信號相加，產(chǎn)生混響信號Y1=fft(y1,6001);subplot(2,2,1:2);pl

22、ot(y1);title(混響的時域波形);subplot(2,2,3);plot(abs(Y1);title(混響的幅頻);subplot(2,2,4);plot(angle(Y1);title(混響的相頻);sound(y,fs,bits);%回放混響信號3.5 單回聲濾波器程序設(shè)計y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1);y;y=y;zeros(3000,1);a=0.5;R=5000;%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz1=1,zeros

23、(1,R-1),a;%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az1=(1);%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母y2=filter(Bz1,Az1,y);%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù) Y2=fft(y2,6001);h,w=freqz(Bz1,Az1);%求設(shè)計的濾波器頻譜subplot(3,2,1);plot(abs(h);title(單回聲濾波器幅頻響應);subplot(3,2,2); plot(angle(h);title(單回聲濾波器相頻響應);subplot(3,2,3:4);plot(y2);title(單回聲濾波器時域圖 );subplot(3,2,5);plot(abs(Y2);title(單回聲濾波器幅

24、頻 );subplot(3,2,6);plot(angle(Y2);title(單回聲濾波器相頻 );sound(y2,fs,bits); 3.6 多重回聲濾波器程序設(shè)計y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1);y;y=y;zeros(3000,1);a=0.5;N=5;R=9000;%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz1=1,zeros(1,N*R-1),-aN;%多重回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az1=1,zeros(1,R-1),-a;%多重回聲

25、濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母y2=filter(Bz1,Az1,y);Y2=fft(y2,6001);h,w=freqz(Bz1,Az1);subplot(3,2,1);plot(abs(h);title(多重回聲濾波器幅頻響應);subplot(3,2,2); plot(angle(h);title(多重回聲濾波器相頻響應);subplot(3,2,3:4);plot(y2);title(多重回聲濾波器時域圖 );subplot(3,2,5);plot(abs(Y2);title(多重回聲濾波器幅頻 );subplot(3,2,6);plot(angle(Y2);title(多重回聲濾波器相頻 );s

26、ound(y2,fs,bits); 3.7 無限個回聲濾波器程序設(shè)計y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1);y;y=y;zeros(3000,1);a=0.5;R=5000;%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz=0,zeros(1,R-1),1;%無限個回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az=1,zeros(1,R-1),-a;%無限個回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母y2=filter(Bz,Az,y);Y2=fft(y2,6001);h,w=freqz(Bz,Az

27、);subplot(3,2,1);plot(abs(h);title(無限個回聲濾波器幅頻響應);subplot(3,2,2); plot(angle(h);title(無限個回聲濾波器相頻響應);subplot(3,2,3:4);plot(y2);title(無限個回聲濾波器時域圖 );subplot(3,2,5);plot(abs(Y2);title(無限個回聲濾波器信號幅頻 );subplot(3,2,6);plot(angle(Y2);title(無限個回聲濾波器信號相頻 );sound(y2,fs,bits); 3.8 全通結(jié)構(gòu)濾波器程序設(shè)計y,fs,bits=wavread(C:U

28、sersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1);y;y=y;zeros(3000,1);a=0.5;R=5000;%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz1=a,zeros(1,R-1),1;%全通濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az1=1,zeros(1,R-1),a;%全通濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母h,w=freqz(Bz1,Az1);yy2=filter(Bz1,Az1,y);YY2=fft(yy2,6001);subplot(3,2,1);plot(abs(h);title(全通濾波器幅頻響應);subplot

29、(3,2,2); plot(angle(h);title(全通濾波器相頻響應);subplot(3,2,3:4);plot(yy2);title(全通結(jié)構(gòu)時域圖 );subplot(3,2,5);plot(abs(YY2);title(全通結(jié)構(gòu)幅頻 );subplot(3,2,6);plot(angle(YY2);title(全通結(jié)構(gòu)相頻 );sound(yy2,fs,bits); 4 結(jié)果分析與體會運行結(jié)果：對信號采樣后，信號時域波形出現(xiàn)了離散化的分布，不像原始圖像那樣密集分布，頻譜圖也是同樣的變換，幅度和頻率都是根據(jù)采樣區(qū)間變化的從時域圖出延時是讓原來的波形向右移動3000，頻域的幅度發(fā)生

30、了變化。混響：在時域圖看前面幾乎沒變化，后面的幅度有一定變化。在頻譜圖幅度變化很大，中間的上下相互抵消，兩邊的跳動很大。時域上形狀大致相同，幅度有微小變化。頻譜上也是濾波前后兩邊跳動變換較大，幅度變化較大。時域上濾波前的幅度比濾波后的數(shù)值大，形狀上濾波后是連續(xù)的，濾波前是間斷的頻譜上變化兩邊上下跳的動變化，中間變化抵消時域上波形變得稀疏了，幅度相對變化較大。頻譜上變化兩邊上下跳的動變化，中間變化抵消全通結(jié)構(gòu)時域大致一樣，濾波前比濾波后幅度有變化6000以后上下跳動抵消頻域上變化的不為明顯，幅度發(fā)生了變化。5 設(shè)計心得體會 課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉

31、實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對我們實際工作能力的具體訓練和考察過程，通過課程設(shè)計我們能夠比較系統(tǒng)的了解理論知識，把理論和實踐相結(jié)合，并且用到生活當中。在做設(shè)計的過程中總會出現(xiàn)各種問題，在這種情況下我們都會努力尋求最佳路徑解決問題，無形間提高了我們的動手，動腦能力，并且同學之間還能相互探討問題，研究解決方案，增進大家的團隊意識。 此次課程設(shè)計綜合了數(shù)字信號處理的理論知識和實踐經(jīng)驗，經(jīng)過這段時間查閱的相關(guān)資料并結(jié)合以前學過的數(shù)字信號處理課程和實驗，我如期完成了設(shè)計任務要求，并加深了對知識的理解，提高了自己的實踐動手能力。拿到課程設(shè)計任務的時候，不知道從哪兒入手，選定題目后，上網(wǎng)查閱了相關(guān)資源，去圖書館搜

32、集資料，確定了設(shè)計的基本方案，步驟，開始用軟件進行實現(xiàn)，實現(xiàn)過程中出現(xiàn)了很多問題，上網(wǎng)查閱資料，在專業(yè)的論壇里面去看，下載MATLAB的視頻，慢慢的開始有了進一步的理解。在以前的實驗中沒有接觸過GUI界面的問題，根本不知道從哪入手，在查閱了資料，看視頻，有了一定的了解，但是由于初次接觸，出現(xiàn)問題的時候還是很難解決，經(jīng)過和同學討論，終于解決了這些問題。經(jīng)過此次課程設(shè)計，使我對數(shù)字信號處理的理論知識有了更深了的了解，更近一步的理解了用MATLAB語言對信號進行采樣，濾波等處理。初次接觸了MATLAB提供的用戶界面的設(shè)計問題，對其中的一些基本問題有了了解，為以后的實踐打下了一定的基礎(chǔ)，相信在以后的實

33、踐過程中會有更好的提升。 另外，此次課程設(shè)計讓我更加明白平時所學的知識如果不加以實踐的話等于紙上談兵。課程設(shè)計主要是我們理論知識的延伸，它的目的主要是要在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)問題，并且自己要能找到解決問題的方案，形成一種獨立的意識。我們還能從設(shè)計中檢驗我們所學的理論知識到底有多少，鞏固我們已經(jīng)學會的，不斷學習我們所遺漏的新知識，把這門課學的扎實。6 主要參考文獻1.劉泉，數(shù)字信號處理原理與實現(xiàn)（第二版），電子工業(yè)出版社，2009； 2張雄偉，DSP集成開發(fā)與應用實例，第1版，電子工業(yè)出版社，2002；3. 張洪濤等，數(shù)字信號處理，第一版，華中科技大學出版社，20074. 彭啟琮等，DSP技術(shù)的發(fā)展與應用

34、，第二版，高等教育出版社，20075. 楊述斌等，數(shù)字信號處理實踐教程，第一版，華中科技大學出版社，2007附錄：guide 界面下的仿真總程序% - Executes on button press in pushbutton1.function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structur

35、e with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav);%讀取原始音頻信號y=y(:,1);%只取單信道sound(y,fs,bits);%播放原始信號Y=fft(y);%對原始信號取傅里葉變換subplot(2,2,1:2);plot(y);title(原始信號時域波形);subplot(2,2,3);plot(abs(Y);title(原始信號幅頻);subplot(2,2,4);plot(angle(Y);title(原始信號相頻); % - Exec

36、utes on button press in pushbutton2.function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministrator

37、Desktop音頻信號.wav,50000 150000);%只取原信號的一部分，即時間區(qū)間50000 150000y=y(:,1);Y=fft(y,6001);%抽取6001點subplot(2,2,1:2);plot(y);title(采樣信號時域波形);subplot(2,2,3);plot(abs(Y);title(采樣信號幅頻);subplot(2,2,4);plot(angle(Y);title(采樣信號相頻);sound(y,fs,bits);%回放采樣信號 % - Executes on button press in pushbutton3.function pushbutt

38、on3_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton3 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1

39、);y;%延遲3000Z=fft(z,6001);subplot(2,2,1:2);plot(z);title(延時后時域波形);subplot(2,2,3);plot(abs(Z);title(延時后幅頻);subplot(2,2,4);plot(angle(Z);title(延時后相頻);sound(y,fs,bits);%回放延遲信號 % - Executes on button press in pushbutton4.function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbu

40、tton4 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1);y;y=y;zeros(3000,1);%補3000y1=y+z;%將原始信號與延遲信號相加，產(chǎn)生混響信號Y1=fft(y1,60

41、01);subplot(2,2,1:2);plot(y1);title(混響的時域波形);subplot(2,2,3);plot(abs(Y1);title(混響的幅頻);subplot(2,2,4);plot(angle(Y1);title(混響的相頻);sound(y,fs,bits);%回放混響信號 % - Executes on button press in pushbutton5.function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton5 (see GCBO)%

42、eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1);y;y=y;zeros(3000,1);a=0.5;R=5000;%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz1=1,zeros(1,R-1),a;%單回聲濾波器系統(tǒng)函

43、數(shù)分子Az1=(1);%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母y2=filter(Bz1,Az1,y);%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù) Y2=fft(y2,6001);h,w=freqz(Bz1,Az1);%求設(shè)計的濾波器頻譜subplot(3,2,1);plot(abs(h);title(單回聲濾波器幅頻響應);subplot(3,2,2); plot(angle(h);title(單回聲濾波器相頻響應);subplot(3,2,3:4);plot(y2);title(單回聲濾波器時域圖 );subplot(3,2,5);plot(abs(Y2);title(單回聲濾波器幅頻 );subplot(3,2,6);p

44、lot(angle(Y2);title(單回聲濾波器相頻 );sound(y2,fs,bits); % - Executes on button press in pushbutton6.function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton6 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and use

45、r data (see GUIDATA)y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,50000 150000);y=y(:,1);z=zeros(3000,1);y;y=y;zeros(3000,1);a=0.5;N=5;R=9000;%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz1=1,zeros(1,N*R-1),-aN;%多重回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az1=1,zeros(1,R-1),-a;%多重回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母y2=filter(Bz1,Az1,y);Y2=fft(y2,6001);h,w=freqz(Bz1,Az1);

46、subplot(3,2,1);plot(abs(h);title(多重回聲濾波器幅頻響應);subplot(3,2,2); plot(angle(h);title(多重回聲濾波器相頻響應);subplot(3,2,3:4);plot(y2);title(多重回聲濾波器時域圖 );subplot(3,2,5);plot(abs(Y2);title(多重回聲濾波器幅頻 );subplot(3,2,6);plot(angle(Y2);title(多重回聲濾波器相頻 );sound(y2,fs,bits); % - Executes on button press in pushbutton7.function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton7 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,bits=wavread(C:UsersAdministratorDesktop音頻信號.wav,500