重慶大學數字信號處理大作業(yè)報告

數字信號處理課外實驗設計——音頻采樣和頻譜混疊課程名稱：數字信號處理院系：通信工程學院專業(yè)：通信01班年級：2013級名：5、對采樣定理進行初步驗證，體會頻譜混疊現象，并大致確定音頻信號的最低采樣頻率。1%%44100Hz和5512Hz采集音頻文件理音頻文件位置x2=x(:,2);%2聲道數據%y1=x1(1:800000);%y1=x1(1:8:end);Fs2=5512;最小點數path2=fullfile(PathName1,FileName1);2ylabel(':dB');figure(2)%5512Hz采集音頻信號時域圖、頻譜圖subplot(2,1,1);ylabel(':dB');3%%錄音測試多少采樣頻率時發(fā)生混疊Fs1=2205;%錄音采樣頻率nBits=16;%音頻位數nChannels=1;%聲道數recording_time=1.5;%錄音時間長度recObj=audiorecorder(Fs1,nBits,nChannels)disp('Startspeaking.')recordblocking(recObj,recording_time);disp('EndofRecording.');play(recObj);%回放錄音數據myRecording=getaudiodata(recObj);%獲取錄音數據%%繪制錄音數據波形figure(1)subplot(211)4fft_audio=20*log(abs(fftshift(fft_audio)));%%繪制噪音數據波形subplot(211)subplot(212)plot((-N/2+1:N/2)*Fs/N/f,fft_audio,'b');axis([-2525-220-60]);set(gca,'XTick',-25:5:25),gridon;set(gca,'YTick',-220:20:-60),gridon;5kHz');制濾波器的頻率響應圖%%對加噪音頻信號進行濾波處理濾波器hh文件另存為');FileName2='record_recover.wav'path2=fullfile(PathName2,FileName2);wav格式音頻文件，試聽濾波后效果fft_filter_audio=fft(filter_audio,N);號的頻譜figure(3)axis([02-1.178Figure49Figure6Figure8Figure10Figure12聲音信號的采集與分析處理在工程應用中是經常需要解決的題,如何實時采集聲音定理是信號處理中最重要的定理之一，通過采樣定理，可以確定對原始信號的采樣頻率及采樣周期，確保在對已采樣信號進行恢復時不失真,又不浪費頻帶。對一二問,播放音樂，與原始音樂相比，用5512Hz頻率采樣后的信號高頻處有較多figure1和figure2圖可以看出在5512Hz采樣中出現了頻譜混疊現象。人耳能聽到的音頻信號的頻率介于20—20000Hz之間，根據采樣定理，原始信號頻率fm與采樣頻率fs之間如滿足fs>=2fm,則對已采樣信號進行恢復時不會產生失真，實驗一中的采樣頻率44100Hz>2*20000Hz，因此采樣后恢復的信號不失真，幾乎和原始信5512Hz不滿足與原始信號頻率的2倍關系即采樣定理的約束條件，因此頻譜會出現混疊，采樣后恢復的信號在高頻處有失真，采樣后的聲音聽起來也會出現混疊的效果，音質遠遠不如當采樣頻率為44100Hz時。65Hz到1100Hz當fs≥2200Hz時頻譜不會發(fā)生混疊，由此可以估計音頻發(fā)生混疊的采樣頻率應該在2200Hz左右。并且采樣頻率越低，混頻現象應該越嚴重。見Figure3-Figure7分別用44100Hz、8820Hz、4410Hz、2205Hz、1470Hz五種采樣頻率對錄音采樣。（1）聲道分離合并與組合立體聲或雙聲道音頻信號有左右兩個聲道，利用MATLAB實現雙聲道分離、兩路聲道MATLAB相加和矩陣重組運算。一種是對已有音頻處理采用resample函數降低采樣率。resample是抽取decimate和插值interp的兩個結合，Y=resample(X,B,A),其中B和A分別是降低后的采樣率DSP_homework1中使用到。另一種是通過不同采樣率的錄音，即通過audiorecorder函數建立錄音對象，從而調節(jié)采樣率的大小。這在DSP_homework2中使用到。