数字信号处理课设报告-基于matlab的数字音效处理器.doc

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fb1 000 hz,fc1 200 hz,as100 db,ap1 db。(2)高通滤波器性能指标fc4 800 hz,fb5 000 hz as100 db,ap1 db。(3)带通滤波器性能指标fb11 200 hz,fb23 000 hz,fc11 000 hz,fc23 200 hz,as100 db,ap1 db。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;close all;%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%figureo=10for xa=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% 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(变换波形) sound(20*p,fs)%倒放 figurew1=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figurez=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);% 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); %女声变男声y,fs=wavread(bb);% save y1 %luyinp=fft(y);xaa=p;xab(1:17797)=xaa(1:17797);%取一半n=3500;pa=xab