音频信号频谱分析滤波

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1、-宜宾学院物理与电子工程学院（DSP）设计报告题目：音频信号频谱及滤波专业：物理与电子工程学院班级：2012级硕勋励志班学号：120302023姓名：杨龙.---音频信号频谱分析及滤波一、设计任务1、用计算机开始—所有程序---娱乐—录音机程序，录取本人的“物电学院”音频信号，时间约为2秒。格式为8KHz采样，8位量化，单声道，以自已名字命名的.wav文件。（格式转化在录音机的“文件”下拉菜单的“属性”，选择“立即转换”,再到“属性”里选择相应参数计算机录音一般是采样率为44.1kHz，16位量化；为减小计算量，在录机的文件—属性—立即转换,将声音数据转

2、换为采样率8kHz，8位量化）。2、对语音信号逐字进行频谱分析，分析自己语音信号的频谱特征。用wavread()读取声音文件，作图画出声音的时域波形，对其进行频谱分析，画出其频域波形。分析自已音频信号的特点。3、设计一个0Hz----3.4KHz的IIR低通滤波器，,,。对“物”字和“电”字音频信号逐字滤波。要求：画出所设计滤波器的幅频特性曲线，并用该滤波器对音频信号滤波，画出滤波后的音频信号的时域和频域波形，结合波形比较滤波前后的时域和频域信号。同时用sound回放滤波后的声音信号。（本题即为设计一个IIR低通滤波器，通带截止频率为3400Hz,阻带截

3、止频率为3550Hz，阻带衰减为25dB,通带衰减为1dB）4、设计一个0Hz----3.4KHz的FIR低通滤波器，,,。对“物”字和“电”字音频信号逐字滤波。要求：画出所设计滤波器的幅频特性曲线，并用该滤波器对音频信号滤波，画出滤波后的音频信号的时域和频域波形，结合波形比较滤波前后的时域和频域信号。同时用sound回放滤波后的声音信号。（本题即为设计一个FIR低通滤波器，通带截止频率为3400Hz,阻带截止频率为3550Hz，阻带衰减为25dB,通带衰减为1dB）5、设计一个100Hz----8KHz的IIR带通滤波器，,,,,，对“学”字和“院”字

4、的音频信号逐字滤波。.---要求：画出所设计滤波器的幅频特性曲线，并用该滤波器对音频信号滤波，画出滤波后的音频信号的时域和频域波形，结合波形比较滤波前后的时域和频域信号。同时用sound回放滤波后的声音信号。（本题即为设计一个IIR带通滤波器，通带截止频率为100Hz、8000Hz,阻带截止频率为0Hz、8100Hz，阻带衰减为25dB,通带衰减为1dB）6、设计一个100Hz----8KHz的FIR带通滤波器，,,,,对“学”字和“院”字音频信号逐字滤波。要求：画出所设计滤波器的幅频特性曲线，并用该滤波器对音频信号滤波，画出滤波后的音频信号的时域和频域

5、波形，结合波形比较滤波前后的时域和频域信号。同时用sound回放滤波后的声音信号。（本题即为设计一个FIR带通滤波器，通带截止频率为100Hz、8000Hz；阻带截止频率为0Hz、8100Hz，阻带衰减为25dB,通带衰减为1dB）一、任务分析任务1：此任务就是录制自己的声音信号，但是如果采用上述所提供的方法录制声音信号，录制的的声音信号会因为电脑的不同录音的格式出现个体差异，为了便于MATLAB的调用，也就还要将所录制的声音信号转换成“.wav”格式，这就先得相对比较复杂。故而我们采用专用的录音软件，这样比较方便，在此我们选择“宏乐录音器”来录制声音信

6、号。任务2：此任务对语音信号逐字进行频谱分析，之所以要逐字进行频谱分析，是因为人在对不同的字发声时，可能产生相同的频率成分。如果对所有字的声音一同进行FFT变换，那么便得不出字与字之间组成成分频率的差异。故而对语音信号逐字进行频谱分析，解决逐字分析，根据所有声音在数字域的分布，找出不同字对应的数据段，然后将各个字对应的数据段进行FFT变换，分析得到的频谱，便可以得到自己音频信号的特点。任务3：此任务目的在于设计IIR低通滤波器，值得注意的一点是：所给的通带截止频率,阻带截止频率，这里的频率指的应该是模拟频率，故在设计滤波器是应该先根据（注意此为采样频率）

7、.---转换成数字频率，然后根据所需设计滤波器的参数确定采用什么原型滤波器，以及采用什么方法将模拟滤波器转化为数字滤波器。任务4：此任务是设计与参数与任务3相同的FIR滤波器。同样应该先将模拟频率转化成数字频率，然后利用窗函数法选择合适的窗函数设计FIR滤波器。此任务的难点是各种窗函数在MATLAB中调用函数的格式。任务5：此任务是设计一个通带为100～8kHz的IIR带通滤波器。同样需要将所给的模拟频率转换成对应的数字频率，分析所需设计的滤波器的指标发现所给的指标存在问题，因为本设计的是针对音频信号进行频谱分析及滤波，所规定的采样频率为8kHz，由此可

8、见频带指标违反了乃奎斯特采样定律。故在此将带通滤波器的频率做如下改动:,,,,。