声音信号下采样与重构

1、信号与系统课程实践报告信号与系统课程实践报告1内容与要求采集一段人说话时的声音，并进一步经过若干次的取样，从而得到对同一段连续信号在 不同取样频率下的离散信号，比如最初的取样频率是 44kHz，那么经过下取样后可以得到在22kHz、11kHz、5.5kHz、2.75kHz等频率下的取样结果。试针对该信号及其取样信号，分析 取样率对信号重构的影响，通过编写重构运算程序计算重构误差。2思路与方案注：原理见信号书 P184-185页首先，将采样后的信号进行快速傅里叶变换到频域，根据时域采样定理， 使用低通滤波器对信号频谱进行滤波，获得原始信号的所有信息，然后根据下采样频率恢复原来的声音信号。将恢复的

2、声音信号和原始信号分别在空域和频域进行相减，然后与原始信号的空域和频域曲线相比较，分析重构信号与原始信号的误差，即信号重构误差。3成果展示原始信号hlO Figu re 1-文伸FJ 镰短旧宣看W MA(I)卓画10】 筍口删0£3 H|口取样信号(22k,11k,5.5k,2.75k) Figu re 2立件何 l(E)昼番(V) 播人他工s克画D)看口mi(H>口X 1勺fQ 3 S * | 1>® 穏 Xg | 口国 a0?(14060 fin 100 1?fl 140160 iso ?00Figure 2 C X jj文件砖(日章看(V) A(I) IM

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6、 X文件(F)®W(V MA(I IW(T)宾面(D) ®O(W)華助14)口已巳怎1%乱巴色凰求彳口| 口匡| 口甫.徇泯羌10501001M 200250300350i_ir代码:文本文档01-江山此夜.wav'); ts = 1/fs;N = len gth(X)-1;t = 0:1/fs:N/fs;Nfft = N;df = fs/Nfft;fk = ( -Nfft/2:Nfft/2-1) * df;subplot(211)t_ran ge=0,350,-2,2;plot(t, X);axis(t_ra nge);Origi nal_f = ts * fft

7、shift( fft( X, N );subplot(212)f_ran ge=-4000,4000,0,0.6; plot(fk, Origi nal_f);axis(f_ra nge);%对信号进行采样%采样频率为22kHzdeX = resample(X, 22000, 44100);ts = 1/22000;N = len gth(deX)-1;t = 0:1/fs:N/fs;Nfft = N;df = fs/Nfft;fk = ( -Nfft/2:Nfft/2-1) * df;figure(2)subplot(211)t_ran ge=0,200,-2,2;plot(t, deX);

8、axis(t_ra nge);deX_f = ts * fftshift( fft( deX, N ); subplot(212)f_ran ge=-8000,8000,0,0.6;plot(fk, deX_f);axis(f_ra nge); %对信号进行重构% BP=fir1(300,00,6000/(fs/2);% reX = filter(BP, 1, deOrgi nal_f);% reX_sou nd = ifft(reX);BP=fir1(300,100,6000/(fs/2);reX = filter(BP, 1, deX);reX = resample(reX, 44100,

9、 22000); ts = 1/22000;N = len gth(reX)-1;t = 0:1/fs:N/fs;Nfft = N;df = fs/Nfft;soun d(reX, fs);fk = ( -Nfft/2:Nfft/2-1) * df;figure(3)plot(t, reX);title('重构信号');reX_f = ts * fftshift( fft( reX, N );figure(4)f_ran ge=-4000,4000,0,0.6;plot(fk, reX_f);axis(f_ra nge);% 采样前和采样后的振幅相减reX = reX(1:N-1,:);de_re = X - reX;figure(5)plot(t(:,1:N-1), de_re);title('重构误差');4总结与感想经过此次MATLAB课程设计我学到了很多知识和学习方法。在信号与系统课上所学的那点知识需要结合 实践才有用处。所以为了做好这次的课程 设计，我上网搜索了许多与此有关的知识，这个过程中我也学会 了好多。在这次设计中，我学到了对信号的采样定理的应用，以及信号的重构，并通过观察 MATLAB所生成的频谱图， 进一步了解了有关信号的采样与重构，对信号的采样程度进行比